Dissertations / Theses: 'Nanoparticules métalliques – Propriétés optiques'

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Valamanesh, Mehrnoush. "Elaboration et étude des propriétés optiques et structurales des nanoparticules métalliques." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066541.

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Abstract:

Les NPs de métaux nobles sont bien connues pour leur LSPR dans la bande UV-Vis. Notre travail porte : sur l’élaboration de NPs à base de Cu et/ou d’Ag, mono- ou bimétalliques, par PLD sous ultra-vide, et sur une étude de leurs propriétés optiques et structurales par diverses méthodes de microscopie (MET, AFM) et par spectrophotométrie UV-Vis. Le rôle du substrat sur la réponse optique des NPs aplaties d'Ag a été étudié. Leur distribution de formes a pu être déterminée à partir de la seule réponse optique. Pour des NPs de Cu, l'influence d'une matrice carbone et leur morphologie permettent de découpler la LSPR des transitions interbande pour obtenir une LSPR bien définie, contrairement au cas de NPs sphériques de cuivre dans l'air. L'EFTEM a mis en évidence la configuration cœur-coquille des NPs Cu-Ag. Pour une proportion (2/3, 1/3) de Cu et Ag, les NPs ont une coquille homogène. Leur forme aplatie rapproche la réponse optique de celle du Cu seul. Pour une proportion (1/3, 2/3), les NPs Cu-Ag sont de forme et réponse optique caractéristiques de NPs excentrées. Nous avons également étudié l’effet de l’oxydation sur Cu-Ag. Elle entraine une modification des dimensions et la formation d’une couche d’oxyde de Cu autour de nos NPs. Ces deux effets se conjuguent dans la mise en place des propriétés optiques. Enfin, à partir des simulations des images HRTEM des NPs Cu-Ag présentant des moirés, nous avons développé une technique de caractérisation de la fraction d'épaisseur du Cu. Ceci permettra de caractériser plus finement la morphologie des NPs et donc d'interpréter plus précisément la réponse optique des NPs, en particulier pour les études de réponse optique de particule unique.

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Marhaba, Salem. "Influence de la morphologie sur les propriétés optiques de nano-objets métalliques uniques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00356212.

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Abstract:

A l'échelle nanométrique, les particules de métaux nobles possèdent des propriétés optiques fascinantes. Elles sont dominées par le phénomène de « Résonance de Plasmon de Surface » dont le profil spectral est très sensible à la taille, à la forme et à l'environnement des particules (milieu diélectrique extérieur, autres particules proches...). Ce travail de thèse a pour but une meilleure compréhension des processus fondamentaux responsables des modifications de la résonance de plasmon : d'une part en réalisant la spectroscopie d'extinction de nanoparticules « uniques » par la technique originale de Spectroscopie à Modulation Spatiale et d'autre part en caractérisant la morphologie de ces mêmes objets par une observation directe en Microscopie Electronique à Transmission. Cette double approche permet de corréler la réponse optique de nanoparticules (isolées ou bien en interaction (dimères)) avec leur forme ou leur arrangement spatial, et d'en faciliter ainsi la modélisation théorique.

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Ngo, Hoang Minh. "Propriétés optiques non linéaires de molécules et de nanoparticules métalliques pour la photonique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLN050/document.

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Abstract:

L’optique non linéaire est un outil très puissant pour l’étude des propriétés photoniques de molécules, de matériaux et de nanostructures. La taille et la forme des nanoparticules de métaux nobles (NMNPs) influencent fortement leurs propriétés optiques non linéaires du second ordre. Dans cette thèse, nous proposons une étude systématique de l'influence de la surface de nanoparticules sur leurs valeurs de première hyperpolarisabilité bêta. Des nanoparticules en poudre d’argent (de diamètres 7 nm) ainsi que des solutions colloïdales sur NMNPs -avec différentes compositions, tailles et formes -ont été synthétisés : des nanosphères d'argent (de diamètres 10 nm), des nanosphères d’or (de diamètres 3,0; 11,6; 15,8; 17,4; 20,0 et 43,0 nm), des nanobâtonnets d’or (de rapports d'aspect 1,47; 1,63 et 2,30), des nanobâtonnets d’argent (de rapports d'aspect 5,0; 6,3; 7,5; 8,2 et 9,7), des nanofleurs de platine (de diamètres 7,0; 8,0; 10,0; 14,0; 20,0 et 31,0 nm) ainsi que des nanoprismes d'or (d’une longueur de côtés de 47,5 à 112,3 nm). La diffusion harmonique de la lumière (HLS) à 1064 nm est utilisée pour étudier la génération du second harmonique des NMNPs colloïdaux, et d'en déduire leurs valeurs de première hyperpolarisabilité bêta. Pour les nanosphères et les nanorods étudiés dans ce travail, nous démontrons que leurs valeurs de bêta présentent une forte dépendance avec leur surface, qui est le paramètre dominant dans l'évolution des valeurs de bêta. Par ailleurs, la rugosité de la surface des particules ainsi que la forme des irrégularités des nanofleurs sont responsables de valeurs exceptionnellement élevées de bêta. En outre, nous démontrons expérimentalement, pour la première fois dans la littérature, que les valeurs de bêta des nanoprismes présentent non seulement une dépendance linéaire par rapport à la surface, mais sont également sensibles aux courbures des sommets du triangle
Nonlinear optics is well known to be a highly powerful tool to investigate the photonic properties of molecules, materials and nanostructures. Size and shape of noble metal nanoparticles (NMNPs) strongly influence their second-order nonlinear optical properties. In this PhD thesis, we propose a systematic investigation of the influence of the nanoparticle surface area on their first hyperpolarizability beta values. Powdery-silver nanoparticles (diameters 7 nm) and colloidal solutions on NMNPs with different composition, sizes and shapes have been synthesized, i.e. silver nanospheres (diameters 10 nm), gold nanospheres (diameters 3.0; 11.6; 15.8; 17.4; 20.0 and 43 nm), gold nanorods (aspect ratios 1.47; 1.63 and 2.30), silver nanorods (aspect ratios 5.0; 6.3; 7.5; 8.2 and 9.7), platinum nanoflowers (diameters 7.0; 8.0; 10.0; 14.0; 20.0 and 31.0 nm) and gold nanoprisms (edge length tuned from 47.5 to 112.3 nm). Harmonic light scattering (HLS) at 1064 nm is used to investigate the second harmonic generation from colloidal NMNPs, and to infer their first hyperpolarizability tensor beta. For the nanospheres and nanorods investigated in this work, we demonstrate that their beta values display a strong dependence with their surface area, which is the dominant parameter in the evolution of beta values. Otherwise, particle surface corrugation and shape irregularities of nanoflowers are responsible for exceptionally high beta values. Moreover, we report for the first time in the literature that the beta values of nanoprisms display not only a linear dependence with respect to the surface area, but are also sensitive to the sharpness of the triangle vertices

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Guillot, Nicolas. "Propriétés optiques de nanoparticules métalliques et application aux nanocapteurs par exaltation de surface." Phd thesis, Université Paris-Nord - Paris XIII, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844312.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce manuscrit a permis de mettre en lumière les différentes possibilités menant à l'optimisation de l'efficacité de capteurs basés sur la résonance de plasmons de surface localisé (RPSL) et fabriqués par des techniques contrôlant précisément la géométrie des nanostructures métalliques. L'accent a été mis plus particulièrement sur les capteurs par RPSL et sur les capteurs par diffusion Raman exaltée de surface (DRES). Le premier chapitre a rappelé les paramètres clés menant à l'optimisation recherchée, i.e., la nature du métal, la taille de la nanoantenne, sa forme, son milieu environnant, la polarisation du champ électrique incident, la séparation entre les nanoparticules et la présence d'ordres supérieurs. Le second chapitre s'est davantage centré sur les capteurs DRES en exposant le principe et les possibilités d'optimisation de leur signal dans le cas de rangées de nanostructures d'or. Le chapitre 3 s'est consacré à l'observation de l'allure du champ électromagnétique local (amplitude et longueur de décroissance) par l'étude du couplage champ proche entre les nanoparticules d'or.

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Haggui, Mohamed. "Etude des propriétés optiques en champ proche des nanoparticules métalliques par photoimagerie moléculaire." Troyes, 2012. http://www.theses.fr/2012TROY0015.

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Abstract:

Nous avons étudié le champ proche optique de différentes nanoparticules à l’aide d’une approche d’imagerie photochimique originale. Cette dernière repose sur le déplacement vectoriel de molécules photosensibles suite aux cycles d’isomérisations qu’elles subissent sous l’action de la lumière. Ces études ont été réalisées avec une résolution spatiale sub-15nm (∼λ/35). Nous avons ainsi étudié en détails les propriétés du champ proche de nanocubes d’or isolés. Nous avons également introduit un nouveau concept de cold spot qui correspond à une zone de champ EM nul. Nous avons démontré qu’un cold spot est plus confinés qu’un hot spot. Ensuite, nous avons étudié le couplage électromagnétique entre nanoparticules d’argent en fonction du gap qui les sépare. Nous avons prouvé expérimentalement qu’il est possible de contrôler la localisation de la lumière dans une nano-antenne plasmonique constituée de trois plots d’argent alignés. Enfin, nous avons développé une approche expérimentale en lumière blanche pour mettre en évidence, en temps réel, l’effet de la migration de matière sur la réponse d’une nanoparticule d’argent. Il est montré que le changement de l’indice effectif du milieu dépend du mouvement moléculaire conduisant à des décalages de la longueur d’onde de résonance de la nanoparticule
During this thesis, we used a photochemical imaging approach developed at LNIO to study the optical near field of several kinds of metal nanoparticles. Our approach is based on the vectorial displacement of photo-sensitive molecules that undergo cycles of isomerization under optical excitation. These nanoparticles have been studied with a spatial resolution better than 15nm, ie λ/35. We studied in detail the optical near field of isolated gold nanocubes in terms of spatial confinement of electromagnetic hot spots. We have also introduced the new concept of “cold spots” which corresponds to the zones presenting no EM activity on the ridges of the nanocube. We demonstrated that cold spots are highly sensitive to polarization and can be much more confined than hot spots. Furthermore, we studied the electromagnetic coupling between neighboring silver nanoparticles. We experimentally demonstrated that it is possible to control the light localization from the far field domain in a plasmonic nanoantenna constituted of three aligned silver dots. Finally, we studied the effect of photo-induced molecular migration on the plasmonic response of metal nanoparticles based on white light illumination. It is shown that changes in effective refraction index of the surrounding media due to matter migration result in variations in the resonance wavelength

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Mongin, Denis. "Spectroscopie ultrarapide de nanoparticules métalliques et hybrides." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10129/document.

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Abstract:

L'utilisation d'un montage expérimental pompe-sonde a permis l'étude de différentes propriétés physiques typiques de différentstypes de nano-objets. Tout d'abord, l'étude sélective d'un transfert d'électron dans un nano-hybride semi-conducteur/métal composé d'un nano-bâtonnet de CdS et d'une nanoparticule d'or en contact direct avec le semi-conducteur, a prouvé l'existence du transfert de charge entre les deux composants du nano-hybride et montré que ce phénomène intervient pour des temps caractéristiques inférieurs à 15 femtosceondes. L'étude des propriétés optiques des nanoparticules d'or ayant reçu les charges transférées a montré que l'ajout de quelques charges négatives à de petites nanoparticules d'or provoque un décalage de la résonance palsmon dans le rouge du spectre. Ensuite, la mesure des modes de vibrations fondamentaux de nano-objets métallique (spériques ou sphéroïdaux) encapsulés par une couche encapsulés par une couche diélectrique ou métallique nous a permis d'obtenir des informations sur les épaisseurs relatives des différentes couches composants les nano-objets étudiés ainsi que sur les la qualité du contact entre ces couches. Enfin, l'étude du temps typique d'interaction électron-phonon dans des nanoparticules métalliques a mis en évidence que deux méthodes de mesure optique de ce temps par spectroscopie ultrarapide sont pôssibles, et que des effets de transitions entre un comportement type "peti solide" et un comportement moléculaire sont observable pour des nanoparticules de moins de 250 atomes
The usse of a pump-probe experimental setup allowed the study of different specific physical properties of different types of nano-objects. First, the selective study of an hybrid nanoparticles comosed of a CdS nanostick and a particle directly groxwn on the semiconductor part proved the existence of a transfer between the two part of the hybrid nanoparticle and showed that this phenomenon occurs in less than 15 femtosecondes. The study of optical propertie of gold nanoparticles with an extra charge due to the transfer showed that adding few electrons to a small gold nanoparticles leads to a red shift of the plasmon resonance. Secondly, measurment of the period of fundamental vibration modes of a bilayer nano-object (spheric or elongated) composed of a metallic core and a dielectric or metallic shell lead to information on the relative thickness of the layers and the contact quality between them. LAstly, the study of the characteristic time of electron-phonon interactions in metallic nanoparticles has proven that there are two different methods of measuring this characteristic time, and its investigation for small nanoparticles (less than 250 atoms) leads to the observation of a transition form a "bulk" to a molecular behaviour

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Labbani, Amel. "Matériaux BIP à base de nanoparticules métalliques et semiconductrices : étude des propriétés optiques par FDTD." Saint-Etienne, 2009. http://www.theses.fr/2009STET4015.

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Abstract:

Dans ce travail, une contribution a été menée à la modélisation 1D et 2D d’une nouvelle classe de matériaux à bandes interdites photoniques, en utilisant la méthode FDTD (Finite Domain Time Difference). Ces matériaux sont obtenus en dopant du verre avec des nanoparticules semi-conductrices (NP ZnS) ou métalliques (NP Ag). La présence des nanoobjets dans de la silice permet d’obtenir un nouveau matériau composite dont les propriétés optiques sont différentes de la matrice hôte initiale. L’originalité de cette nouvelle classe de matériaux réside dans la possibilité d’obtenir des propriétés optiques accordables en plusieurs paramètres caractéristiques des particules. Les résultats de nos simulations montrent que les caractéristiques des diagrammes de bandes (nombre, largeur, longueur d’onde centrale) des miroirs de Bragg (ZnS+verre) / verre et (Ag+verre) / verre, sont ajustables en fonction de la polarisation, de la variation Δn, de la forme et de la concentration des nanoparticules (NP). Aucune bande interdite n’a été décelée pour le système 2D constitué de NP ZnS placées périodiquement dans une matrice hôte selon une structure carrée pour les deux modes de polarisation TE et TM. Cependant, l’utilisation du mode TE dans le cas de la structure hexagonale donne des bandes interdites intéressantes. L’exemple de la nanocavité présente donne une idée des systèmes photoniques simples que nous pouvons attendre avec ces nouveaux matériaux. L’étude a été élargie à la modélisation des miroirs composés des NP métalliques et semiconductrices en tenant compte de l’absorption des NP noyées dans la matrice diélectrique
In this work, we report the investigation of 1D and 2D photonic band gaps of a new class of materials using FDTD (Finite Domain Time Difference) method. These materials are obtained by doping glass with semiconductor or metal nanoparticles. The presence of the nano-objects in the silica permits to obtain a new composite material from which the optical properties are different from the starting host matrix. The originality of this new class of materials is in the possibility of obtaining tunable optical properties in several characteristic parameters of particles. The results of our simulations show that the characteristics of the diagrams of bands (number, width, central wavelength) of mirrors of Bragg (ZnS+glass) /glass and (Ag+glass) /glass, are adjustable according to the polarization, variation Δn, the form and the concentration of NP. No band gap was found for the 2D system constituted of ZnS particles disposed periodically in a host matrix with a square for TE and TM polarization modes. However in the case of hexagonal lattice, for the TE polarization mode, offer an interesting photonic band gaps. The example presented of the nanocavity gives us an idea of the photonic systems that we can obtain with these new materials. The study was enlarged to the modeling mirrors composed with metallic and semiconductor nanoparticles (NP) embedded in the dielectric matrix with introducing absorption of NP

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Lantiat, David. "Morphologie et auto-organisation de nanoparticules métalliques dispersées dans des matrices diélectriques : influence sur les propriétés optiques." Phd thesis, Université de Poitiers, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00331903.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'ajuster la position spectrale de la résonance plasmon de surface de nanoparticules de métaux nobles dispersées dans une matrice diélectrique en contrôlant leur morphologie et leur organisation spatiale. Nous montrons que lorsque la croissance est réalisée sur des substrats plans, il est possible de jouer sur la nature de la matrice pour modifier le rapport d'aspect hauteur sur diamètre H/D des particules, et donc leur réponse optique. Des analyses structurales quantitatives menées par microscopie électronique en transmission à balayage (HAADF-STEM) font apparaître que H/D est une fonction décroissante du diamètre D, indépendamment de la quantité de métal déposé. Afin de comprendre ces effets de la matrice sur les propriétés structurales et optiques des particules, différentes études (influence du métal et de la quantité déposés, présence d'une couche tampon, influence des conditions d'élaboration, vitesse de recouvrement des particules, ... ) sont menées et des simulations numériques des spectres du facteur de transmission sont réalisées en intégrant dans un modèle de Yamaguchi les paramètres structuraux issus de l'analyse HAADF. Une autre approche consiste à utiliser des surfaces d'alumine nanostructurées afin d'induire une organisation surfacique des particules et ainsi entraîner une anisotropie de leurs propriétés optiques. Nous montrons que selon la géométrie de dépôt utilisée (incidence normale, incidence rasante, orientation et angle d'incidence du flux atomique), il est possible par effet d'ombrage de sélectionner le type de facettes sur lesquelles la croissance a lieu, et par conséquent d'organiser les nanoparticules d'argent sur la surface sous forme de bandes ou de chaînes linéaires, dont les propriétés optiques présentent une dépendance à la polarisation de la lumière incidente.

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Benghorieb, Soulef. "Modélisation des modifications des propriétés optiques de nouveaux matériaux nanostructurés par des particules métalliques." Thesis, Saint-Etienne, 2011. http://www.theses.fr/2011STET4002.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la modélisation des propriétés optiques de diélectriques nanostructurés par des particules métalliques. Nous nous sommes intéressés à deux aspects du problème : la détermination de l’indice effectif et la distribution du champ du plasmon de nanoparticules métalliques dispersées dans de tels milieux. Nous avons développé deux approches numériques. La première étude a été consacrée à la modélisation des parties réelle et imaginaire de l’indice effectif d’un milieu hétérogène. Pour comparer nos résultats de simulations d’indice à l’expérience, nous avons proposé une méthode expérimentale pour la mesure de l'indice de réfraction effectif de solutions colloïdales comportant des nanosphères métalliques ou semiconductrices. La seconde étude traite de la méthode d’extraction de la distribution du champ du plasmon sur la surface d’une nanosphère métallique excitée par une onde électromagnétique plane. Pour l’ensemble de ce travail nous avons tenu compte des paramètres caractéristiques de la matrice hôte et des nanoparticules sur l’indice effectif et le champ du plasmon calculés
This thesis is devoted to modeling of the optical properties of nanostructured dielectrics by metal particles. We interested in two aspects of the problem: the determination of effective index and field distribution of plasmon nanoparticles dispersed in such media. We have developed two numerical approaches. The first is devoted to the simulation of real and imaginary parts of the effective index of heterogeneous medium. In order to compare experience and theory, we have proposed an experimental approach to measure the effective refractive index of colloidal solutions containing metal or semiconductor nanospheres. The second aspect deals with the method of extraction of the field plasmon on the surface of metal nanosphere when it is excited by electromagnetic plane wave. The calculated effective index and field plasmon are done in function of characteristic parameters of nanoparticles and host matrix

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Bachelier, Guillaume. "Propriétés optiques de nano-structures métalliques et semi-conductrices." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008229.

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Abstract:

La spectrométrie Raman, mettant en jeu des phonons de longueur d'onde nanométrique, est une technique de choix pour l'étude des nanostructures. Elle met en évidence les effets de localisation ou de mélange des états électroniques. La cohérence spatiale des modes de vibration, à l'origine du phénomène d'interférence Raman, permet quant à elle de sonder de la structuration spatiale de la matière, tant d'un point de vue électronique qu'acoustique, ouvrant ainsi la voie vers des dispositifs de caractérisation intégrés. La spécificité de l'approche développée dans ce manuscrit réside dans la comparaison entre mesures et calculs de la section efficace de diffusion Raman. Elle apporte une compréhension quantitative des fréquences mais aussi des intensités des pics mesurés. Ainsi, cette démarche a permis d'identifier un nouveau mécanisme de couplage phonon-plasmon qui s'est avéré être le mécanisme dominant la diffusion Raman basses fréquences dans les nano-particules métalliques.

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Yazidi, Senda. "Structure et propriétés optiques de nanoparticules couplées : application à la spectroscopie Raman exaltée de surface." Thesis, Poitiers, 2018. http://www.theses.fr/2018POIT2279/document.

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Abstract:

Ce travail vise à utiliser des surfaces d'alumine nanostructurées pour guider la croissance et l'organisation de particules métalliques (Ag, Au et AgxAu1-x), et à les tester en tant que substrats SERS-actifs robustes et réutilisables. Nous avons utilisé la spectrophotométrie pour la caractérisation des propriétés optiques résultantes, l'ellipsométrie spectroscopique pour l'extraction des indices optiques et la microscopie électronique en transmission pour les caractérisations structurales. La diffusion Raman exaltée de surface (SERS) a été utilisée pour la détection de molécules de bipyridine adsorbées sur la surface des échantillons, en collaboration avec l’Institut des Matériaux Jean Rouxel de Nantes. Nous étudions d'abord des systèmes de nanoparticules monométalliques et bimétalliques afin de comprendre les modes de croissance de telles assemblées. Nous montrons que des arrangements différents de nanoparticules bimétalliques sont obtenus selon la séquence de dépôt utilisée et qu'un alliage est obtenu à l'issue de recuits ex situ sous vide. Les propriétés optiques en champ proche et lointain de nanoparticules d'alliage AgxAu1-x noyées dans une matrice d'Al2O3 sont comparées numériquement à celles des métaux purs, par la méthode de calcul des différences finies dans le domaine temporel. Les résultats indiquent que l’amplification du champ pour les nanoparticules de métal pur est plus élevée que pour les nanoparticules d’alliage. Enfin, les expériences SERS menées sur un système dichroïque de nanoparticules d’Ag plus ou moins couplées montrent que l'on peut obtenir un signal SERS intense avec des nanoparticules recouvertes
The aim of this work is to use nanostructured alumina surfaces to guide the growth and to optimize the organization of metallic particles (Ag, Au and AgxAu1-x), and to test those systems as reusable SERS-active substrates. We used spectrophotometry to characterize the resulting optical properties, spectroscopic ellipsometry for the determination of the optical index and transmission electron microscopy for the structural characterizations. Surfaced-enhanced Raman spectroscopy (SERS) was used for the detection of adsorbed bipyridine molecules on the sample surface, in collaboration with the Institut des Matériaux Jean Rouxel at Nantes. We first study systems consisting of monometallic and bimetallic nanoparticles in order to understand the growth modes of such particle assemblies. A particular attention is paid to the influence of the sequential deposition of Au and Ag on the structural and optical properties. We show that different arrangements of bimetallic nanoparticles are obtained according to the deposition sequence used and that an alloy is obtained after ex situ annealing under vacuum. The near-field and far-field optical properties of AgxAu1-x nanoparticle alloys embedded in an alumina matrix are compared numerically by the finite difference time domain method, with those of pure metal nanoparticles. Our results indicate that pure metal nanoparticles exhibit a greater field enhancement than alloy nanoparticles. Finally, SERS experiments conducted with a dichroic system made of coupled Ag nanoparticles show that an intense SERS signal can be obtained with coated nanoparticles

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Palpant, Bruno. "Effets de taille dans la réponse optique d'agrégats de métaux nobles en matrice : étude expérimentale et interprétation théorique." Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10214.

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Abstract:

Les agregats de metaux nobles presentent des proprietes optiques specifiques, caracterisees par l'oscillation collective des electrons de conduction, ou resonance de plasmon de surface, sous l'effet de la lumiere incidente. Ses proprietes dependent de la taille des particules. Le but de cette these est la mise en evidence experimentale et l'interpretation de cette dependance. Dans un premier temps, nous presentons les techniques actuelles d'elaboration de materiaux constitues d'agregats metalliques noyes en matrice transparente. Ensuite, les notions theoriques de base et les modeles phenomenologiques devolus a l'interpretation de la reponse optique de nanoparticules sont introduits. Dans le chapitre 2, nous presentons notre technique d'elaboration, consistant a deposer simultanement sur un substrat les agregats (produits par vaporisation laser) et la matrice. Nous examinons ensuite les resultats des diverses techniques de caracterisation (alpha-step, rbs, met, diffraction et diffusion de rayons x) que nous avons mises en uvre pour determiner l'epaisseur, la composition et la morphologie des couches minces. Le chapitre 3 est consacre a l'etude experimentale de la reponse optique de ces materiaux, par des mesures en ellipsometrie (determination des indices optiques) et en spectrometrie d'absorption. Les effets de taille sont mis en evidence, ainsi que la difference de comportement entre les agregats d'or et d'argent. Les modeles presentes au chapitre 1 sont testes. Dans le chapitre 4, les effets de taille sont interpretes a la lumiere de calculs quantiques dans le formalisme de la tdlda, mettant en evidence l'influence des electrons de cur, de la matrice et de sa porosite sur la resonance de plasmon de surface. Enfin, le dernier chapitre est consacre a l'etude du couplage plasmon-phonon, du point de vue energetique (experiences de spectroscopie raman basse frequence) et dynamique (experiences de spectroscopie laser pompe-sonde en regime femtoseconde).

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Ghaymouni, Jaouad. "Etude et caractérisation de nanoparticules." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0075.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne l'élaboration et la caractérisation de nanoparticules métalliques. La fabrication des nanoparticules comporte deux grandes étapes. La première consiste à fabriquer des couches minces en utilisant une méthode de dépose par pulvérisation cathodique. Lors de cette étape, nous nous sommes intéressés à l'étude des paramètres fixés lors de la phase du dépôt (distance cible-substrat, courant de décharge, temps de dépôt). Comme nous l'avons montré dans ce travail, ces paramètres ont une incidence importante sur la morphologie des îlots formés ainsi que sur la porosité des couches et leurs propriétés optiques et électriques. La deuxième étape concerne la mise en solution des nanoparticules à l'aide d'une méthode originale à l’aide d’ultrasons. Nous nous sommes intéressés aux propriétés physiques des nanoparticules et à l'efficacité de la méthode proposée en caractérisant les solutions obtenues. Les outils et la méthode mis au point s'appuient sur des techniques d'imagerie (MEB, TEM, AFM) mais aussi sur des techniques de caractérisation par voie optique, par spectroscopie et diffusion dynamique de la lumière. Enfin, ce travail de thèse présente de premiers résultats quant à l'utilisation des nanoparticules dans le domaine médical pour détruire des cellules tumorales lors de thérapies ciblées. Un dispositif expérimental, capable de délivrer un champ magnétique de haute fréquence (200 KHz) à 15 mT, a été utilisé afin d'évaluer les capacités qu'ont les nanoparticules à augmenter leur température sous l'effet d’un champ magnétique
This work describes how to create and characterize metallic nanoparticles. Two major steps are required to obtain such nanoparticles. The first one consists in the making of thin layers using a sputtering method. To evaluate the efficiency of this method, we have carefully analyzed how various parameters may affect the deposit. The set of parameters includes the distance between the target and the substrate, the current and the time of deposit. We have shown that these parameters are crucial regarding the morphology of the layer, its porosity as well as its optical and electrical properties. The second step consists in the preparation of the nanoparticles solution using a new method using ultrasounds. By characterizing the solutions, we have carefully checked the properties of the nanoparticles and the efficiency of the method. The tools and the methods we have used are based on imagery (MEB, TEM, AFM), optical and spectroscopic characterization and dynamic light scattering. First results are also presented concerning targeted therapy. The aim is to use the nanoparticles we have made to destroy tumor cells. An experimental setup has been used to evaluate the capabilities of the nanoparticles to increase their temperature under magnetic field activity using a field of 15 mT at high frequencies (200 kHz)

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Juvé, Vincent. "Spectroscopie linéaire et ultra-rapide de nanoparticules métalliques : de l'ensemble au nano-objet individuel." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00957832.

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Abstract:

En passant de l'état massif à la nanoparticule les matériaux métalliques voient certaines de leurs caractéristiques modifiées de manière notable comme par exemple les propriétés optiques avec l'apparition d'une résonance dans le spectre optique, la Résonance Plasmon de Surface Localisée (RPSL) responsable du changement de couleur des nanoparticules métalliques. Les propriétés vibrationnelles et thermiques de nanoparticules métalliques ont été étudiées à l'aide d'une technique de Spectroscopie Femtoseconde. Nous avons montré qu'il était possible d'exciter et de détecter optiquement des fréquences de vibrations mécaniques dans le domaine térahertz pour des nanoparticules de platine composées de moins de cent atomes. D'autre part l'augmentation des effets dus aux interfaces a été mis en évidence sur les propriétés thermiques de nanoparticules d'or et d'argent. La résistance thermique à l'interface, résistance de Kapitza, voit son rôle augmenter lors du transfert thermique à l'échelle nanométrique. Une corrélation entre les valeurs mesurées et les impédances acoustiques des matériaux composants les interfaces a été mise en évidence. Nous avons aussi montré qu'elle augmente quand la température diminue de 300K à 70K. Les propriétés optiques de nanoparticules non sphériques ont été étudiées à l'aide de la Spectroscopie à Modulation Spatiale. Cette technique a permis de repérer puis de caractériser des nano-bâtonnets d'or individuels. Nous avons montré que la largeur spectrale de la RPSL est fortement dépendante de la géométrie des nanoparticules (diamètre et longueur). Cette double dépendance n'est pas prédite par les modèles classiques ou quantique existants

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Lee, Suyeon. "Synthesis and properties of mono and bi- metallic nanoparticles of noble metals; towards fabrication of novel functional nanoparticles assemblies." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS580.

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Les nanoparticules de métaux nobles ont suscité un grand intérêt ces dernières années dans divers domaines en raison de leurs propriétés physiques et chimiques distinctes telles que les propriétés optiques, catalytiques ou magnétiques. Dans cette thèse, nous avons étudié les différentes approches permettant d'intégrer deux métaux dans un même système, comme les nanoparticules bimétalliques, ou les super-réseaux binaires pour obtenir de nouvelles propriétés. Nous avons mis au point une méthode de croissance à partir de graines pour synthétiser de manière rationnelle des nanoparticules cœur-coquille Au(ou Ag)@M (M=Ag, Pd, Pt). L'impact des paramètres de synthèse tels que la concentration des précurseurs métalliques, la nature des ligands ou la température sur les paramètres clés des nanoparticules (taille du noyau, épaisseur de la coque, dispersion) a été étudié. Les propriétés optiques, vibratoires et catalytiques des différentes nanoparticules bimétalliques ont été caractérisées en fonction de leur structure, de leur composition chimique, du nombre de couches atomiques de la couche et de la cristallinité du noyau. En outre, des super-réseaux binaires de NP, qui sont co-assemblés à partir de deux composants complémentaires différents, ont également été signalés. Plusieurs conditions d'assemblage (rapport de taille effective, rapport de concentration, température de dépôt, méthode de dépôt) ont été explorées. Le mécanisme physique responsable de la variation structurelle observée a ainsi été identifié. Une variété de structures cristallines pour les super-réseaux binaires telles que AlB2, NaZn13, NaCl ont été produites. Enfin, les propriétés magnétiques des super-réseaux binaires de nanoparticules Fe2O3/Au ont été étudiées. Elles sont déterminées par la distance interparticulaire des nanoparticules Fe2O3 modulée par l'insertion des nanoparticules Au
Noble metal nanoparticles (NPs) have attracted a great interest last years in various domains due to their distinct physical and chemical properties such as optical, catalytic or magnetic properties. In this thesis, we investigated the various approaches to integrate two metals in the same system, such as bimetallic nanoparticles, or binary superlattices to obtain new properties. We have developed seed-mediated growth method to rationally synthesis core-shell NPs Au(or Ag)@M (M=Ag, Pd, Pt). The impact of synthesis parameters such as concentration of metallic precursors, nature of ligands or temperature on key NPs parameters (core size, shell thickness, dispersity) was studied. The optical, vibrational and catalytic properties of different bimetallic NPs were characterized according to their structure, chemical composition, number of shell atomic layer and core crystallinities. In addition, binary NP superlattices, which are co-assembled from of two different complementary components were also reported. Several assembly conditions (effective size ratio, concentration ratio, deposition temperature, deposition method) were explored. The physical mechanism responsible for the observed structural variation was thus identified. A variety of crystalline structures for the binary superlattices such as AlB2, NaZn13, NaCl were produced. Finally, the magnetic properties of Fe2O3/Au NP binary superlattices were studied. They are determined by the interparticle distance of Fe2O3 NPs modulated by the insertion of Au NPs

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Resano-Garcia, Amandine. "Élaboration par ablation laser en milieu liquide de nanoparticules métalliques : caractérisation et modélisation des réponses plasmoniques des nanoparticules d’or et d’argent." Thesis, Université de Lorraine, 2016. http://www.theses.fr/2016LORR0320/document.

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Abstract:

Les nanoparticules métalliques (NPs) présentent des propriétés optiques (PO) uniques provenant de l’oscillation collective de leurs électrons. Cet effet se traduit par l'émergence d'une bande plasmon dont les caractéristiques peuvent être modulées par la taille, la forme, la nature des NPs et le milieu hôte. Il existe de nombreuses méthodes pour la préparation de ces NPs, l'une d'entre elles est l'ablation laser en milieu liquide (ALML). Cette technique offre certains avantages comme la simplicité, l’adaptabilité et des NPs dépourvues de contamination. Ses principaux inconvénients sont la productivité et le contrôle de la taille et de la forme des NPs. Ce travail est consacré à l'élaboration de NPs d’Ag par l’ALML et à l'étude théorique de leurs PO. Nous donnons dans ce manuscrit, les résultats de l'optimisation des paramètres d'élaboration conduisant à l'obtention de distributions en NPs reproductibles et contrôlées. Les PO de ces NPs sont mesurées et comparées à des modèles physiques spécifiques basés sur la théorie des milieux effectifs (EMT). L'EMT, telle que le modèle de Maxwell-Garnett, permet de décrire les PO de NPs monodisperses. Cependant, les voies de préparation classiques conduisent inévitablement vers des NPs montrant une distribution de forme et de taille qui induit des changements drastiques sur leurs PO. Le modèle SDEMT est proposée pour le calcul de la fonction diélectrique effective et du coefficient d'absorption de solutions colloïdales de NPs métalliques. Contrairement à Maxwell-Garnett, ce modèle donne une meilleure description des spectres d'absorption et d’ellipsométrie mesurés sur des échantillons contenant des NPs d’Ag et d’Au
Metal nanoparticles (NPs) exhibit unique optical properties (OP) coming from the collective oscillations of their electrons. This effect is translated by the emergence of a band of plasmon, the characteristics which can be modulated by the size, the shape and the nature of the NPs as well as by the environment of the host. There are many methods for the preparation of NPs, and one of them is the pulsed-laser ablation in liquid (PLAL). This technique offers some advantages such as simplicity, versatility and surface NP without contamination (reducing agent residues and/or stabilizers). Its main drawbacks are the lacks of productivity and control of the NP size and shape. This work is devoted to elaboration of Ag NPs by PLAL and theoretical investigation of their OP. We give here the results about the optimization of elaboration parameters leading to obtaining reproducible and controlled distributions of Ag NPs. The OP of these NPs are measured and compared to specific physical models based on the effective medium theory (EMT). Classical EMT such as Maxwell Garnett approximation allows describing the OP of monodisperse NPs. However, conventional preparation routes unavoidably conduct to NPs showing a shape and a size distribution which induces drastic changes in the OP. A SDEMT model which considers the shape dispersion is proposed for the calculation of the effective dielectric function and absorption coefficient of colloidal solution of metal NPs in water. Contrary to the conventional theory, this model gives a better description of the measured absorption and ellispometry spectra of sample containing Ag and Au NPs

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Juvé, Vincent. "Spectroscopie linéaire et ultra-rapide de nanoparticules métalliques : de l’ensemble au nano-objet individuel." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10163/document.

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Abstract:

En passant de l’état massif à la nanoparticule les matériaux métalliques voient certaines de leurs caractéristiques modifiées de manière notable comme par exemple les propriétés optiques avec l’apparition d’une résonance dans le spectre optique, la Résonance Plasmon de Surface Localisée (RPSL) responsable du changement de couleur des nanoparticules métalliques. Les propriétés vibrationnelles et thermiques de nanoparticules métalliques ont été étudiées à l’aide d’une technique de Spectroscopie Femtoseconde. Nous avons montré qu’il était possible d’exciter et de détecter optiquement des fréquences de vibrations mécaniques dans le domaine térahertz pour des nanoparticules de platine composées de moins de cent atomes. D’autre part l’augmentation des effets dus aux interfaces a été mis en évidence sur les propriétés thermiques de nanoparticules d’or et d’argent. La résistance thermique à l’interface, résistance de Kapitza, voit son rôle augmenter lors du transfert thermique à l’échelle nanométrique. Une corrélation entre les valeurs mesurées et les impédances acoustiques des matériaux composants les interfaces a été mise en évidence. Nous avons aussi montré qu’elle augmente quand la température diminue de 300K à 70K. Les propriétés optiques de nanoparticules non sphériques ont été étudiées à l’aide de la Spectroscopie à Modulation Spatiale. Cette technique a permis de repérer puis de caractériser des nano-bâtonnets d’or individuels. Nous avons montré que la largeur spectrale de la RPSL est fortement dépendante de la géométrie des nanoparticules (diamètre et longueur). Cette double dépendance n’est pas prédite par les modèles classiques ou quantique existants
The size reduction of metals, from bulk to nanoparticles, induces significant modifications of their properties. For instance, the optical properties evolve and a new resonance, the localized surface plasmon resonance, appears in the optical spectrum and is responsible for the change of colors of metallic nanoparticles. This work is focused on studies of metals’ properties at the nanometric scale. In the first part, the vibrational and thermal properties are studied with a femtosecond spectroscopy technique. It is shown that it is possible to excite and detect optically vibrational frequencies in the terahertz domain by studying platinum nanoparticles formed by less than 100 atoms. The study of the thermal properties of the metallic nanoparticles (gold and silver) has shown that the boundary effect increases. This thermal boundary resistance, known as the Kapitza resistance, plays a dominant role in the heat transfer at the nanometric scale. A correlation between the experimental values of the thermal boundary resistance and the acoustic impedances of the boundary’s materials has been found. We have also shown that the Kapitza resistance is a decreasing function of the temperature in the 70-300K range. In the second part, the effect of the size reduction on the optical properties of non-spherical nanoparticles is observed. The Spatial Modulation Spectroscopy technique is used in order to locate and study individual gold nanorods. It is shown that the two geometrical parameters (the length and the diameter) of the nanorods influence the spectral linewidth of the localized surface plasmon resonance. This effect is not predicted by existing classical or quantum models

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Butet, Jérémy. "Diffusion de second harmonique par les nanoparticules métalliques à symétrie sphérique." Thesis, Lyon 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LYO10115/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse a porté sur l’étude de la génération de second harmonique par lesnanoparticules métalliques. La présence de résonances de plasmon de surface localisées dans lesnanoparticules métalliques accroit la section efficace non linéaire et le but de ce travail a été decomprendre comment ce couplage peut être mis à profit. D’un point de vue fondamental, lacomparaison entre expérience et théorie a permis de mettre en évidence le mode d’émissionoctupolaire ainsi que de pondérer les contributions de surface et de volume au signal total émis.Il a également été démontré que des profils de Fano non linéaire pouvaient être observés dans lecas de nano-objets très simples. Des applications pratiques, telle que les capteurs plasmoniques,ont été abordées montrant que les propriétés intrinsèques de la génération de second harmoniqueoffrent plusieurs avantages et augmentent la sensibilité de tels capteurs. Des mesuresexpérimentales ont également été effectuées sur des nanoparticules d’or uniques enfermées dansune matrice homogène, ouvrant la voie pour une compréhension plus fine de l’impact de lamorphologie des nanoparticules sur leur réponse non linéaire
This work is devoted to the study of the second harmonic scattering from spherical metallicnanoparticles. The optical properties of noble metal nanoparticles are known to be dominated bythe localized surface plasmon resonances which increase the second harmonic intensity. From afundamental point of view, the octupolar emission mode is revealed for the first time bycomparison between experiments and theory. The origin of the second harmonic generation(SHG) in metallic nanoparticles is discussed showing that bulk contributions are needed. It wasshown that Fano profiles can be observed in a very simple configuration. Practical applicationsare also addressed demonstrating that the properties of SHG increase the plasmonic sensorperformances. The second harmonic generation form single gold nanoparticles embedded in ahomogeneous medium is also reported for the first time paving the way toward a betterunderstanding of the morphology impact on the nonlinear response of metallic nanoparticles

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Glaria, Arnaud. "Généralisation d'une approche de synthèse par voie organométallique, à température ambiante, de nanoparticules monocristallines d'oxydes métalliquess : étude de leurs propriétés optiques ou magnétiques." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/157/.

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Notre groupe a récemment développé une méthode organométallique pour la synthèse de nanoparticules de ZnO de taille et de forme contrôlées. Ce travail de thèse s'inscrit dans une démarche de généralisation de cette méthode à d'autres oxydes métalliques afin d'obtenir des particules de taille inférieure à 5nm. Le travail présenté dans ce manuscrit de thèse concerne la synthèse et l'étude de nanoparticules d'oxydes métalliques possédant soit des propriétés de luminescence (ZnO), soit des propriétés magnétiques (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO ou CoO). Dans la première partie de cette thèse, nous montrons d'une part que l'ajout d'un précurseur organolithien lors de la synthèse des particules de ZnO modifie leur mécanisme de croissance, et d'autre part que la taille des particules dépend directement de la quantité d'organolithien et peut ainsi varier de 2,5 à 4,3 nm. De plus, les études de photoluminescence montrent que l'émission de ces particules varie du bleu au jaune en passant par le blanc. Dans la seconde partie, nous montrons que notre voie de synthèse peut être généralisée à des particules magnétiques comme Gamma-Fe2O3 et CoFe2O4. Nous montrons aussi la variation des interactions entre les particules en fonction de conditions de synthèse. Enfin, nous montrons que la flexibilité de notre approche organométallique nous permet d'accéder à des phases rares et peu stables comme FeO et CoO. La dernière partie de ce manuscrit présente une nouvelle méthode de synthèse de particules à partir de la réduction de précurseurs organométalliques par un complexe amine-borane. Des nanoparticules métalliques de Zn, Fe et Co sont ainsi obtenues
Our group has recently developed an organometallic synthetic approach for the synthesis of ZnO nanoparticles with controlled size and shape. The aim of this thesis is to generalise this method to other metal oxide nanoparticles with a size smaller than 5 nm. This work deals with the synthesis and the study of metal-oxide nanoparticles exhibiting either luminescent (ZnO) or magnetic properties (Gamma-Fe2O3, Co3O4, CoFe2O4, FeO or CoO). In the first part of this thesis, we show that adding an organolithium precursor during the ZnO nanoparticles synthesis modifies their growth mechanism. Therefore, the size of the particles is directly related to the amount of the organolithium precursor and varies from 2. 5 to 4. 3 nm. In this way, colloidal solutions and nanoparticles in the solid state are obtained which display a luminescence in the visible range from yellow to blue through white. In the second part, we show the generalisation of this approach to magnetic nanoparticles such as Gamma-Fe2O3 and CoFe2O4. We show therefore the variation of the interactions between the particles depending on the experimental conditions. Finally, we show that we can also adapt this approach to the synthesis of unstable phases such as FeO and CoO. The last part of this manuscript deals with the synthesis of metallic particles (Fe, Co, Zn) using an amine-borane complex as reducing agent of our organometallic complexes

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Raulin-Woznica, Katarzyna. "Étude du dopage par des ions actifs et des nanoparticules semi-conductrices de matériaux sol-gel pour l'optique : interaction dopant-matrice et croissance localisée de nanoparticules par irradiation laser." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10100/document.

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Abstract:

Ce travail concerne le dopage par des ions actifs et/ou des nanoparticules (NPs) semi-conductrices de CdS et la caractérisation de xérogels de SiO2 poreux obtenus par voie sol-gel. Le but de cette étude est de contribuer à la compréhension de l'effet du dopage sur les propriétés structurales, texturales et optiques du matériau final. Nous avons montré par spectroscopie Raman et absorption-désorption d'azote que l'incorporation d'ions actifs, tels que Cd2+, Pb2+ ou Eu3+, modifie les cinétiques et les mécanismes de la gélification et la densification du réseau de SiO2. La nature même de ces modifications est fonction de la concentration en ions dopants. Dans le cas de l'ion Eu3+, l'analyse a été complétée par la spectroscopie d'émission utilisant cet ion comme sonde luminescente. Des xérogels de SiO2 ont aussi été post-dopés avec des NPs de CdS. La méthode consiste à diffuser dans la matrice poreuse une solution aqueuse contenant les précurseurs de cadmium et du soufre. Les NPs cristallisent ensuite in situ de manière homogène sous traitement thermique. Les spectroscopies d'absorption UV-visible, d'émission et d'excitation ont montré l'influence des niveaux pièges liés à des défauts de surface des NPs sur leurs propriétés optiques et ont mis en évidence un transfert d'énergie lors du co-dopage de SiO2 par CdS :Eu3+. Une deuxième technique de croissance cristalline a été utilisée. Elle consiste à irradier, par un faisceau laser pulsé, les matrices sol-gel contenant les précurseurs de CdS pour former localement des microstructures de NPs. Nous montrons notamment que l'absorption à deux photons permet d'envisager la structuration à l'échelle submicronique des NPs de CdS
This work concerns the elaboration by sol-gel process and the characterization of porous SiO2 xerogels doped with active ions and/or with semiconducting nanoparticles of CdS. The aim of the study was to contribute to the comprehension of the doping effects on structural and optical properties of the final material. We showed by Raman spectroscopy and nitrogen absorption-desorption that the insertion of active ions, such as Cd2+, Pb2+ or Eu3+, changes the kinetics and the mechanisms of the gelation and densification of the network of SiO2. The choices of the pH and of the concentration of the doping ion have distinct effects on the kinetics. This study was completed by emission spectroscopy using Eu3+ ion as luminescent probe to describe the environment of this ion in the porous matrix. The SiO2 xerogels were post-doped with CdS nanoparticles. The post-doping technique consists in the diffusion of an aqueous solution containing cadmium and sulphur precursors in the porous matrix. The nanoparticles crystallize in situ by heat treatment. The nanoparticle size and their emission properties were determined by UVvisible absorption as well as emission and excitation spectroscopies. The results showed the influence on optical properties of trap levels introduced by the surface defects of nanoparticles and an enhancement of the Eu3+ emission in SiO2 xerogel co-doped with CdS :Eu3+. A second method for the formation of CdS nanoparticles was used. CdS microstructures were created locally by pulsed laser irradiation of sol-gel matrices containing the CdS precursors

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Bobin, Olivier. "Propriétés optiques de nanoparticules de cuivre et d'argent dans des matrices silicatées : application aux archéomatériaux : céramiques glaçurées à décor de lustre métallique du IXème siècle : Grande Mosquée de Kairouan-Tunisie." Bordeaux 3, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR30065.

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Abstract:

Résumé : La technique du décor de lustre métallique des céramiques glaçurées, utilisant entre autres des sels de cuivres et/ou d'argent, fut vraisemblablement mise au point par des potiers du VIIIème s. Après J. -C. , en Mésopotamie. En lumière diffuse le décor peut être vert, brun ou ocre jaune et quand on se place à la réflexion spéculaire, on observe un reflet métallique coloré, bleu ou vert ou jaune doré. . . L'une des plus remarquables utilisation de décor dans l'architecture est sans doute le mihrab de la mosquée Sidi Oqba de Kairouan (Tunisie, IXème s. Après J. -C. ), orné à ce jour de 161 carreaux à décor de lustre métallique, présentant soit un décor monochrome vert, soit un décor polychrome vert, brun et ocre jaune. L'analyse physico-chimique a permis d'établir qu'ils étaient issus d'une même production. Par ailleurs, l'étude comparative de tessons à décor de lustre métallique (Mésopotamie, IXème-Xème s. ), mis au jour en Irak, a montré que les carreaux de Kairouan ont bien été fabriqués en Mésopotamie, dans un grand centre de production de l'époque (Bagdad, Samarra. . . )[. . . ]L'etude optique de décors de lustre métallique et l'approche théorique (Théorie de Mie et milieu effectif) ont permis de déterminer que la couleur du décor en lumière diffuse dépend des propriétés d'absorption de la lumière par les colloi͏̈des du Cu° et/ou d'Ag° et la couleur du reflet mé tallique découle des propriétés de reflexion dela lumière par ces mêmes colloi͏̈des métalliques. Les principaux facteurs qui déterminent ces propriétés sont la nature de la glaçure et la distribution du cuivre et de l'argent.

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Toudert, Johann. "Croissance, nanostructure et réponse optique de films minces d'agrégats d'argent dans des matrices diélectriques." Phd thesis, Université de Poitiers, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00502443.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'élaborer par pulvérisation ionique des films minces nanocomposites d'agrégats d'argent dispersés dans des matrices diélectriques. Plus précisément, nous avons cherché à contrôler la morphologie des agrégats afin d'ajuster la position spectrale de la bande d'absorption associée à leur mode de résonance plasmon (1,1). Par des mesures de microscopie électronique en transmission et diffusion centrale des rayons X en incidence rasante, nous montrons que les agrégats élaborés sont de forme ellipsoïdale, de rapport hauteur/diamètre H/D dépendant fortement du mode de dépôt choisi : H/D>1 dans le cas d'un co-dépôt des espèces métallique et diélectrique, H/D§1 dans le cas d'un dépôt alterné (tricouches diélectrique/Ag/diélectrique). Pour les deux modes de dépôt, nous avons ajusté la valeur de H/D en jouant sur plusieurs paramètres d'élaboration : la quantité d'argent déposée, la nature de la matrice (Si3N4 ou BN), les conditions d'assistance (co-dépôts), et la durée de mûrissement des agrégats (tricouches). Nous utilisons ces résultats afin de discuter les mécanismes de croissance des films minces nanocomposites métastables élaborés : nous montrons que les aspects cinétiques de la croissance jouent un rôle prépondérant sur la structure finale de ces films. Nous montrons par ailleurs que H/D peut être modifié par des post-traitements (irradiations ou recuits) qui rapprochent les matériaux de leur état d'équilibre stable (H/D = 1). Ainsi, nous montrons que la position spectrale du mode (1,1) des agrégats peut être ajustée sur tout le spectre du visible en fonction de la forme des agrégats, en accord qualitatif avec les prévisions du modèle de Maxwell-Garnett. Enfin, nous présentons les résultats d'études préliminaires portant sur l'élaboration de nanocomposites auto-organisés (multicouches) et la caractérisation des résonances plasmon par spectroscopie de pertes d'énergie des électrons en réflexion.

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Grillet, Nadia. "Réponse optique de nano-objets uniques d’argent : couplage plasmonique et photo-oxydation." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10135/document.

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Abstract:

La réponse optique de nanostructures métalliques est caractérisée par une amplification locale du champ électromagnétique appelée Résonance Plasmon de Surface (RPS) reliée à leur nature et leur morphologie. Pour étudier la réponse optique d’une nanoparticule unique, un dispositif ultra-sensible de spectroscopie à modulation spatiale utilisant une source de lumière blanche a été développé : il permet de mesurer la section efficace d’extinction absolue de nano-objets uniques sur un large domaine spectral (300-900 nm). Des images de microscopie électronique à transmission peuvent être obtenues indépendamment sur les mêmes objets. On a ainsi une corrélation directe entre la morphologie des nanoparticules et leur signature optique. Ce travail de thèse a permis d’une part de mettre en évidence les paramètres qui entrent en jeu dans le processus de vieillissement de nanoparticules uniques d’argent sous éclairement. En particulier, l’étude de nanocubes d’argent révèle une « sphérisation » et une photo-oxydation au cours du temps due à la partie UV du spectre. D’autre part, des mesures réalisées sur des doublets de nanocubes d’argent en interaction ont montré l’importance de la morphologie à l’interface entre les deux nanoparticules sur le couplage plasmonique. Pour une excitation lumineuse longitudinale, on observe, outre le décalage de la RPS vers les basses énergies lorsque la distance interparticule diminue, un dédoublement de cette bande de résonance. Des calculs théoriques réalisés avec la méthode DDA ont permis de corréler ce phénomène de dédoublement à des variations de courbure de surface dans la zone interparticule liées principalement au rognage des arêtes des cubes
The optical properties of noble metal nanoparticles are known to be dominated by the localized surface plasmon resonance (SPR) which is highly sensitive to the size of the particles, their shape, their environment, and eventually their chemical composition in the case of mixed systems. In order to study the optical response of a single supported metallic nanoparticle, a high sensitive spectroscopic setup using a white lamp (300-900 nm) has been developed in a transmission measurement configuration. This technique, the Spatial Modulation Spectroscopy, aims to detect the overall extinction of light by a nanoparticle. Moreover, the coupling of this technique with the direct observation of the particles by Transmission Electron Microscopy allows to get an unambiguous description of their optical response in relation with their exact morphology. In this work, the optical response of single silver nano-objects has been correlated with their morphology and their structure at a sub-nanometer scale. Time evolution of the optical response of single silver nanocubes under illumination was first investigated. We observed a “spherization” and a photo-oxidation due to the UV part of the light. Moreover, we studied pairs of cubic silver nanoantennas that showed a huge sensitivity of their optical response with the interparticle distance and their morphology. Indeed, the SPR is red-shifted with decreasing interparticle distance. One can also observe a striking splitting of the resonance for very low interparticle distances. Preliminary DDA calculations seem to show that the radius of curvature at the corners and edges of both cubes plays a key role in the splitting of the resonance

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Margueritat, Jérémie. "Optical and vibrational properties of new “nano-designed” materials produced by pulsed laser deposition." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/272/.

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Nous avons développé de nouveaux concepts de fabrication de matériaux nanostructurés en couche mince basés sur le dépôt par ablation laser alterné d'un métal (Ag) et d'un diélectrique (Al$$_{2}$$O$$_{3}$$). Cette technique permet d'atteindre un contrôle optimal sur les paramètres morphologiques des nanostructures qui déterminent la réponse optique des couches minces. Nous avons produit des nanosphères, des nanolentilles et des nanocolonnes, auto-organisées et orientées, encapsulées dans une matrice d'alumine amorphe. Leur réponse optique a été étudiée en fonction de leur morphologie et comparée à des simulations théoriques. En parallèle à cette étude, la réponse vibrationnelle des nanostructures a été analysée par spectrométrie Raman basse fréquence. Finalement, des nanostructures contenant des couches alternées de nanoparticules de Co et d'Ag séparées par une distance de quelques nanomètres ont aussi été fabriquées. Il a été montré que l'interaction entre le plasmon de surface et les modes sphéroïdaux de vibration des nanoparticules active le signal Raman
We have developed new concepts for the fabrication of thin layer of nanostructured materials based on the deposit by alternate laser ablation of metal (Ag) and dielectric (Al2 O3). This technique allows us to reach an optimal control on the morphological parameters of the nanostructures, which determine the optical response of the thin layers. We produced nanospheres, nanolentils and nanocolumns, self-organized and oriented, embedded in an amorphous alumina matrix. Their optical response was studied according to their morphology and was compared with theoretical simulations. Simultaneously, the vibrational answer of nanostructures was analyzed using low frequency Raman spectrometry. Finally, nanostructures containing alternate layers of Co and Ag nanoparticles, respectively, and separated by few nanometers have also been produced. We have shown that the interaction between the surface plasmon and the spheroidal acoustic vibration modes of the nanoparticles, activates the Raman signal

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Billaud, Pierre. "Propriétés optiques de nanoparticules uniques de métaux nobles." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00213213.

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Dans la gamme de tailles nanométriques, les propriétés optiques de particules uniques d'or et d'argent sont celles du solide massif modifiées par le confinement diélectrique : en particulier les Résonances de Plasmon de Surface. L'interaction lumièrenanoparticule étant très faible, l'étude d'une particule unique a pu être réalisée grâce au développement d'une technique optique originale en champ lointain basée sur la modulation spatiale de l'échantillon. Cette technique a permis la détection et la caractérisation optique géométrique de nanoparticules uniques d'environ 10 nm de diamètre, à l'aide de sources laser ou d'un continuum. L'utilisation d'une lampe blanche et d'un montage proche UltraViolet – visible – proche InfraRouge a permis l'étude de plus grosses particules et donc du mode quadrupolaire du plasmon ainsi que l'analyse de valeurs publiées des fonctions diélectriques des métaux nobles. L'étude de particules en fonction de leur taille a permis de vérifier le passage au mode quasi-statique d'oscillation collective des électrons de conduction. La corrélation des mesures optiques à la microscopie électronique à transmission a montré l'influence de la forme et des interactions entre particules sur cette réponse optique.

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Kouriba, Timothe. "Propriétés optiques de microstructures à base de nanofils métalliques." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845919.

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Abstract:

Nous avons utilisé une nouvelle méthode de photochimie laser pour la fabrication de microstructure 3D à base de nanofils métalliques. Les nanofils sont obtenus par photoréduction laser de sels métalliques dissous dans une matrice polymère. La réaction chimique est initiée par absorption à deux photons de photoréducteurs uniquement au point focal du laser. La géométrie des microstructures est obtenue en déplaçant le point focal du laser selon des trajectoires adaptées. Dans cette thèse nous avons étudié les propriétés optiques de structures à base de nanofils d'argent. Un nanofil qui occulte une onde plane crée un champ diffracté qui présente des trajectoires paraboliques de maximas et minimas d'intensité. Les calculs de Rayleigh-Sommerfeld montre que cette figure de diffraction typique correspond à l'inférence entre l'onde plane incidente et les ondes sphériques qui sont générées par diffraction sur les deux bords du nanofil. Lorsque les nanofils sont organisés en ensemble de nanofils parallèles distants de quelques microns, les champs diffractés donne des distributions d'intensité qui sont similaires à celles de microlentilles cylindriques. Dans ce cas l'interférence entre l'onde incidente et les ondes sphériques diffractées par les nanofils créée une distribution de phase quadratique qui est à l'origine de la focalisation. La fabrication de réseaux 2D de nanofils permet d'obtenir des réseaux de microlentilles très denses (10000x10000 DPI, dots per inch) qui ne sont pas réalisable avec des microlentilles réfractives. La possibilité de fabriquer des géométries 3D permet de manipuler les trajectoires des maxima et minima d'intensité pour obtenir de nouvelles fonctions diffractives à l'échelle microscopique. Par exemple, la fabrication de nanofils décalés dans l'espace nous a permis de développer un nouveau type de microdisposif optique qui permet la séparation spatiale des couleurs rouge, vert et bleu à l'échelle microscopique.

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Kouriba, Timothé. "Propriétés optiques de microstructures à base de nanofils métalliques." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY084/document.

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Abstract:

Nous avons utilisé une nouvelle méthode de photochimie laser pour la fabrication de microstructure 3D à base de nanofils métalliques. Les nanofils sont obtenus par photoréduction laser de sels métalliques dissous dans une matrice polymère. La réaction chimique est initiée par absorption à deux photons de photoréducteurs uniquement au point focal du laser. La géométrie des microstructures est obtenue en déplaçant le point focal du laser selon des trajectoires adaptées. Dans cette thèse nous avons étudié les propriétés optiques de structures à base de nanofils d'argent. Un nanofil qui occulte une onde plane crée un champ diffracté qui présente des trajectoires paraboliques de maximas et minimas d'intensité. Les calculs de Rayleigh-Sommerfeld montre que cette figure de diffraction typique correspond à l'inférence entre l'onde plane incidente et les ondes sphériques qui sont générées par diffraction sur les deux bords du nanofil. Lorsque les nanofils sont organisés en ensemble de nanofils parallèles distants de quelques microns, les champs diffractés donne des distributions d'intensité qui sont similaires à celles de microlentilles cylindriques. Dans ce cas l'interférence entre l'onde incidente et les ondes sphériques diffractées par les nanofils créée une distribution de phase quadratique qui est à l'origine de la focalisation. La fabrication de réseaux 2D de nanofils permet d'obtenir des réseaux de microlentilles très denses (10000x10000 DPI, dots per inch) qui ne sont pas réalisable avec des microlentilles réfractives. La possibilité de fabriquer des géométries 3D permet de manipuler les trajectoires des maxima et minima d'intensité pour obtenir de nouvelles fonctions diffractives à l'échelle microscopique. Par exemple, la fabrication de nanofils décalés dans l'espace nous a permis de développer un nouveau type de microdisposif optique qui permet la séparation spatiale des couleurs rouge, vert et bleu à l'échelle microscopique
We used a novel method of laser photochemistry to fabricate 3D microstructures based on metallic nanowires. Nanowires are obtained by laser photoreduction of metallic salt dissolved in a polymer matrix. The chemical reaction is initiated by the two-photon absorption of a photoreductor only at laser focal point. The geometry of microstructures is obtained by moving laser focal point according to suitable trajectories. In this thesis, we have studied the optical properties of of structures based on silver nanowires. A nanowire that stops a plane wave creates a diffracted field which shows parabolic trajectories of maxima and minima intensities. Calculations based on Rayleigh-Sommerfeld diffraction show that this typical figure corresponds to interferences between the incident plane wave and spherical waves generated at the two nanowire edges. When nanowires are arranged into set of parallel nanowires, spaced by a few microns, their diffracted fields generate intensity distributions similar to those of cylindrical refractive microlenses. In that case interference between the incident wave and the diffracted wave leads to a quadrative phase which is the at origin of focalisation. Manufacturing 2D arrays of nanowires allow to achieve very dense arrays of microlenses (10000x10000 DPI, dots per inch), which are impossible to make with refractive microlenses. The possibility to make 3D geometry permit to manipulate maxima and minima intensity trajectories for new diffractive functions at the microscopic scale. For instance manufacturing nanowires shifted in space leads to a new type of optical microdevice that allows the spatial separation of colors red, green and blue at microscopic scale

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Baida, Hatim. "Propriétés optiques et spectroscopie non-linéaire de nanoparticules individuelles." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00713129.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude expérimentale de la réponse optique linéaire et non-linéaire de nanoparticules métalliques individuelles. Pour cela une technique optique originale en champ lointain, basée sur la modulation spatiale de l'échantillon, a été mise en place et combinée avec une technique pompe-sonde résolue en temps à l'échelle femtoseconde. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la caractérisation optique de nanoparticules modèles formées par une nanosphère d'argent encapsulée dans une couronne de silice. Nous avons mis en évidence la conséquence principale du confinement quantique électronique sur la réponse optique des nanoparticules : l'élargissement de leur résonance plasmon de surface avec la réduction de la taille (proportionnel à l'inverse du rayon, pour des nanosphères). Cette étude détaillée n'avait jamais été réalisée, car elle nécessite des mesures sur des nanoparticules uniques (pour s'affranchir des effets d'élargissement inhomogène de la résonance dus aux dispersions en taille, géométrie et environnement) et de taille connue. Ceci a été possible grâce à la mesure quantitative de leur section efficace d'extinction et/ou à la corrélation directe de l'image optique du nano-objet avec son image par microscopie électronique. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à l'étude de la réponse optique linéaire et non-linéaire résolue en temps de nanobâtonnets d'or. Ces systèmes sont particulièrement intéressants car leurs propriétés optiques peuvent être contrôlées en modifiant leur géométrie (rapport d'aspect en particulier). Leur spectre d'extinction et sa dépendance en polarisation ont tout d'abord été étudiés au niveau de l'objet individuel. La comparaison de cette réponse optique linéaire avec des modèles théoriques a permis d'obtenir des informations sur leur orientation et géométrie. La réponse optique non-linéaire ultrarapide du même nanobâtonnet a ensuite été mesurée par une technique pompe-sonde femtoseconde à très haute sensibilité. La nanoparticule étudiée étant totalement caractérisée optiquement, une mesure quantitative de sa non-linéarité a ainsi pu être réalisée, et son origine physique déterminée à partir d'un modèle théorique.

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Balti, Imen. "Nanohybrides inorganique-organiques à base de ZnO, Zn0,95Ni0,05O,coeur-coquille ZnO@γ-Fe2O3 et de polymères bioactifs : Elaboration,propriétés optiques et magnétiques, cytotoxicité." Paris 13, 2012. http://scbd-sto.univ-paris13.fr/intranet/edgalilee_th_2012_balti.pdf.

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Abstract:

Des nanoparticules des oxydes : ZnO, Zn0,95Ni0,05O et coeur-coquille ZnO@γ-Fe2O3 ont été synthétisées par hydrolyse forcée en milieu polyol. Les particules sont quasi-sphériques de diamètre moyen 20-30 nm. Les trois classes présentent des propriétés de photoluminescence alors que les nanoparticules de l’oxyde de zinc dopé au nickel et les nanoparticules ZnO@γ-Fe2O3 sont superparamagnétiques. Grâce à la polymérisation radicalaire contrôlée, deux polymères bioactifs (le poly(sodium-4-styrenesulfonate) et le poly(sodium-4-styrenesulfonate–co–sodium methacrylate)) ont été greffés à la surface de ces nanoparticules. Les nanocomposites ainsi obtenus conservent leurs performances magnétiques et voient leurs caractéristiques optiques s’améliorer. L’enrobage des nanoparticules d’oxyde par les polymères bioactifs réduit la cytotoxicité de ces nanoparticules. Mots-Clés : nanoparticules, propriétés magnétiques et optiques, polymère bioactif,nanohybrides, cytotoxicité
ZnO, Zn0. 95Ni0. 05O and core@shell ZnO@γ-Fe2O3 nanoparticles have been prepared using forced hydrolysis of acetate metallic salts in a polyol medium and coated with poly(sodium-4- styrenesulfonate) and poly(sodium-4-styrenesulfonate–co–sodium methacrylate) via surfaceinitiated atom transfer radical polymerization. The bare nanoparticles display sphericalmorphology with a diameter size laying in the range 20 - 30 nm. The polymer chains weregrown from the surface to yield hybrid nanoparticles with an organic shell of 1 to 3 nm width. The surface modification with polymer did not alter the magnetic and optical properties of bare particles allowing their potential use for biomedical applications. The viability of human endothelial cells was not affected by coated nanoparticles after 48 h of exposition and normal proliferation occurred up to 8 days without alteration of the cell structure. Keywords: nanoparticles, magnetic and optical properties, bioactive Polymer, nonohybrids,cytotoxicity

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Jaouen, Maud. "Propriétés optiques de monocouches moléculaires auto-assemblées sur surfaces métalliques." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112307/document.

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Abstract:

Les azobenzènes sont des molécules photochromes très étudiées, leurs propriétés de photoisomérisation donnent notamment lieu à d’importants phénomènes de transport de matière photoinduit en milieu polymère. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les différents paramètres régissant de tels effets photomécaniques. Pour ce faire, nous avons entrepris des études sur des monocouches de dérivés azobenzenes auto-assemblés ou SAMs (Self-Assembled Monolayers) sur substrats d’or atomiquement plans, de façon à pouvoir réaliser à la fois des caractérisations d’ensemble (propriétés de mouillage : mesures d’angles de contact) ou des caractérisations à l’échelle de la molécule individuelle (par microscopie à effet tunnel, STM). Nous avons choisi le système d'un alcane thiol fonctionnalisé par un azobenzène pour bénéficier de la facilité que possèdent les alcanes thiols à former des SAMs hautement organisées. L'autre avantage que propose ce système est de pouvoir jouer avec la longueur de la chaîne carbonée, ce qui permet d'espacer plus ou moins le groupe photo-actif de la surface métallique du substrat d'or. Ainsi ces systèmes paraissent bien adaptés pour identifier l’influence de paramètres tels que (1) les phénomènes de transferts d’énergie ou de charges pouvant exister entre molécules ou entre molécules et substrat et (2) les problèmes éventuels de gêne stérique.Nous avons étudié des azobenzenes greffés (1) sur une courte chaîne alcanethiol (3 atomes de C - "azoc3"), et (2), sur une chaîne plus longue (12 C - "azoc12"). Les caractérisations STM ont mis en évidence un réseau dense similaire aux alcanes thiols non substitués dans le cas des "azosc3" mais aucune modification sous éclairement n’a été observée. Des mesures d’angle de contact, utilisant le changement de polarité entre les photoisomères Trans et Cis, confirment cette absence de réaction pour ces SAMs. Une photo-réactivité a par contre été mise en évidence par des mesures d'angle de contact pour l’espaceur long ("azoc12") sur des substrats d’or polycristallins. Les raisons d'un tel comportement proviennent des propriétés intrinsèques d'une SAM d'alcanethiol : un réseau très dense implique un volume libre restreint et d'importantes interactions intermoléculaires qui ajoutent des voies supplémentaires de désexcitation et donc inhibent les changements de conformation photo-induits, à l’exception des zones de défauts. Ces conclusions ont pu être étayées par des caractérisations complémentaires de fluorescence de SAMs similaires. Nous avons pu démontrer qu’un espaceur alcane correspondant à 11 C permettait un découplage électronique suffisant pour observer de la fluorescence sur des SAMs non denses de dérivés thiolés de fluorescéine. Ces études ont cependant confirmé la difficulté de contrôler la densité surfacique de molécules photosensibles (photochromisme ou fluorescence) insérées au sein de SAMs de thiols. A ce titre, nous avons pu démontrer l’intérêt d’un système moléculaire original possédant une accroche en surface d’encombrement supérieur à celui de la base soufrée des alcanes thiols. Ces systèmes se physisorbent sur des surfaces de graphite, leurs propriétés d’auto-assemblage étant également conservées dans le cas de substrat de graphène sur Cuivre. Ces feuillets possèdent l’avantage d’être facilement transférables sur des substrats transparents. Ces travaux offrent ainsi de nouvelles perspectives pour la réalisation d'expériences in situ simultanées couplant des analyses topographiques à l'échelle moléculaire via l’utilisation de sondes locales (STM ou AFM) et mesures optiques à plus grande échelle (microscopie optique inversée), ouvrant la voie à des caractérisations plus approfondies
One of the most widely studied type of photochromic molecules are azo-dye molecules whose photo-isomerization reaction entails important mass transport processes in polymer matrices.The aim of this PhD Thesis was to get a better understanding of the key parameters controling such photomechanical properties. For this purpose, we have driven some studies on Self-Assembled Monolayers (SAMs) formed by azobenzene derivatives grafted to alkanethiol linkers on atomically flat gold surfaces. Self-assembling offers the possibility to perform both scanning tunnelling microscopy (STM) experiments at the molecular scale and contact angle measurement at the macroscopic scale.A derivative alkanethiol system has been chosen to take benefit from the alkanethiol ability to form dense and regular self-assembled monolayers. Another interest of the alkanethiol linker is to easily adjust distance between the azo moiety and the gold surface through the length of the alkane chain. Then, this type of SAMs seems to be the good candidate to study the influence of (1) charges coupling effects between the neighbouring azo moieties and between the molecules and the metallic surface and (2) steric hindrance problems. Both a short (3 carbon atoms – “azoC3”) and a long (12 carbon atoms – “azo-C12”) alkane linker have more specifically been investigated. Although STM characterization have shown that azoC3 was organizing into a dense and regular packing showing a network quite similar to the one observed in the case of alkanethiols self-assembly, no modification could be evidenced upon illumination. Polarity modification between the trans and cis photoisomers, probed by wetting measurements, confirm the lack of photo-reactivity of these molecules grafted through a short linker to the metallic substrate. However, photo-isomerization effects have been observed at the macroscopic scale on polycristallines substrates for the long linker (“azo-C12”). The reasons for such behavior come from the intrinsic properties of alkanethiol SAMs: a dense network involves a restricted free volume and significant intermolecular interactions that add additional de-excitation channels thus leading to a quenching of the photoinduced conformational changes, except at surface defects areas. These findings have been supported by complementary characterizations of fluorescence of similar thiolates SAMs. We have demonstrated that an alkane spacer corresponding to 11 C was allowing electronic decoupling thus leading to fluorescent emission in the case of non-dense thiolated SAMs of fluorescein derivatives. However, these studies have also confirmed the difficulty to control the dilution of photosensitive molecules (photochromic or fluorescent) inserted within thiolated SAMs. In order to overcome this problem, we have demonstrated the interest of another original molecular system whose extended head group permits the formation of a network less densely-packed than those formed by alkanethiol derivatives. These molecular systems self-assemble by physisorption onto graphite (HOPG) substrates, their organization properties being also maintained for graphene sheets deposited onto copper substrates. Advantageously, these sheets can easily be transferred to transparent substrates. These studies open thus new perspectives for the realization of simultaneous in-situ experiments coupling molecular scale topography informations using local probe microscopy (AFM or STM) and larger scale optical measurents (inverted optical microscopy) towards more accurate characterizations

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Aubertin, Pierre. "Propriétés optiques, spectroscopiques et électrochimiques d'auto-organisation tridimensionnelles de nanoparticules." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066296/document.

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Abstract:

Cette thèse se concentre sur la caractérisation d'assemblages organisés de nanoparticules plasmoniques appelés supracristaux. Les nanoparticules utilisées mesurent entre 5 et 11 nm de diamètre et possèdent une distribution en taille étroite permettant leur organisation à trois dimensions. Une fois les supracristaux obtenus, nous avons mesuré les spectres d'absorbance de supracristaux individuels constitués de différentes nanoparticules : cuivre, argent et or. Un modèle théorique simple a été utilisé pour calculer les spectres d'absorbance à partir de données disponibles dans la littérature. Nous avons ensuite montré que les supracristaux de nanoparticules d'argent ou d'or constituent de nouveaux substrats présentant un grand intérêt pour des applications en Spectroscopie Raman Exaltée de Surface (SERS). Les tailles des nanoparticules utilisées sont en effet beaucoup plus petites que celles reportées dans la littérature, d'où un nombre plus important de points chauds et donc une grande sensibilité. En vue d'applications couplées électrochimie/Raman, nous avons également mesuré les spectres de réflectance sous potentiel. De plus, des mesures par AFM conducteur et par microscopie électrochimique montrent que la conductivité des assemblages est faible mais autorise néanmoins des transferts d'électrons entre les supracristaux les plus fins et une sonde redox en solution. Enfin, des expériences de microscopie holographique ont permis de suivre la formation de ces édifices en solution
This thesis focuses on the characterization of organized assemblies of plasmonic nanoparticles called supracrystals. The nanoparticles have a diameter ranging from 5 to 11 nm diameter and a narrow size distribution allowing their organization at three dimensions. Once the supracrystals were obtained, we measured the absorbance spectrum of individual supracrystals made of various nanoparticles: copper, silver or gold. A simple theoretical model was used to calculate the absorbance spectrum from available data in the literature. We then demonstrated that the supracrystals made of silver or gold nanoparticles are suitable substrates for Surface Enhanced Raman Spectroscopy applications. The sizes of the nanoparticles we use are indeed much smaller than in the literature, so that the number of hot spots and thus the sensitivity are increased. In view of coupling electrochemistry and Raman spectroscopy for future applications, we also measured the reflectance spectrum under potential control. Moreover, conductive AFM and Scanning ElectroChemical Microscopy measurements demonstrate that even if the conductivity of the supracrystals is weak, electron transfers between thin supracrystals and a redox probe in solution are nevertheless possible. Finally, holographic microscopy experiments allowed to follow the formation of these structures inside the solution

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Brymora, Katarzyna. "Modélisation des propriétés magnétiques et optiques de nanoparticules d'intérêt médical." Phd thesis, Université du Maine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00965560.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la modélisation ab initio des ligands et des nanoparticules magnétiques utilisés en médecine (hyperthermie magnétique, imagerie médicale ...). Les calculs sont effectués par le logiciel Quantum Espresso base sur théorie de la fonctionnelle de la densité et LDA + U. L'objectif est d'abord de comprendre la liaison des ligands sur des nanoparticules magnétiques, la nature de l'ionicité dans les particules, puis de décrire le changement d'anisotropie magnétique due aux liaisons chimiques sur la surface, et enfin de décrire la modification des propriétés optiques due également à la liaison de différents ligands sur la surface de nanoparticules hybrides d'or et d'oxyde de fer.

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Nelayah, Jaysen. "Propriétés optiques de nanoparticules metalliques aux échelles sous-longueur d’onde." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112331.

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Abstract:

D’un point de vue fondamental ainsi que d’éventuelles applications futures, la compréhension des propriétés optiques remarquables de nanoparticules métalliques à une échelle très locales est cruciale. Dans ce mémoire, nous avons montré, au sein de divers nanosystèmes métalliques, la possibilité de cartographier aux échelles sous-longueur d’onde les variations spatiales des champs électromagnétiques associés aux résonances plasmons de surface dans le domaine du visible. Ceci a été rendu possible en combinant l’amélioration de la résolution spectrale apportée durant la présente thèse à la spectroscopie de perte d’énergie des électrons (EELS) dans le domaine des pertes proches et la résolution nanométrique disponible dans le contexte d’un microscope électronique en transmission à balayage. Les expériences menées sur des nanoprismes d’argent triangulaires, des nanodécaèdres d’or et des dimères de nanoprismes d’argent triangulaires nous ont, en particulier, permis d’étudier la corrélation entre la cartographie des modes plasmons de surface et la directions d’excitation, la symétrie et les formes des nanoparticules. Par ailleurs, en nous appuyant sur le lien établit récemment entre les signaux EELS dans le domaine des pertes proches et la densité locale d’états photoniques (quantité universelle qui est analogue à la densité locale d’états électroniques telle que mesurée en microscopie tunnel), nous avons pu calculer analytiquement et simuler la réponse EELS d’une molécules en présence d’un plan métallique et ainsi, vérifier la faisabilité de la spectroscopie EELS d’une molécule unique
From a fundamental point of view as well as for potential applications, understanding the srinking optical properties of metallic nanoparticles is crucial. In this manuscript, we showed on different metallic nanosystems, the possibility of mapping at the sub-wavelength scale the spatial variations of the electromagnetic fields associated to surface Plasmon resonances in the visible domain. This has been made possible by combining energy resolution improvements brought about during this thesis to low-loss electron energy loss spectroscopy (EELS) and the nanometer resolution accessible in a scanning transmission electron microscope. Experiments undertaken on triangular silver nanoprisms, gold nanodecahedra and dimers of triangular silver nanoprisms have enabled us to study, in particular, the correlation existing between the surface plasmons maps and the direction of the excitation its symmetry and the shapes of the nanoparticles. Moreover, using the recent link established between low-loss EELS signals and the local density of photonic states (this is a universal quantity analogous to the local density of electronis states measured in tunneling microscope), we have been able to analytically calculate and simulate the EELS response of a molecule in the presence of planar metallic surface and thus, verify the feasibility of single molecule EELS spectroscopy

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Brymora, Katarzyna. "Modélisation des propriétés magnétiques et optiques de nanoparticules d’intérêt médical." Thesis, Le Mans, 2013. http://www.theses.fr/2013LEMA1015/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la modélisation ab initio des ligands et des nanoparticules magnétiques utilisés en médecine (hyperthermie magnétique, imagerie médicale ...). Les calculs sont effectués par le logiciel Quantum Espresso base sur théorie de la fonctionnelle de la densité et LDA + U. L'objectif est d'abord de comprendre la liaison des ligands sur des nanoparticules magnétiques, la nature de l'ionicité dans les particules, puis de décrire le changement d'anisotropie magnétique due aux liaisons chimiques sur la surface, et enfin de décrire la modification des propriétés optiques due également à la liaison de différents ligands sur la surface de nanoparticules hybrides d'or et d'oxyde de fer
This thesis concerns the ab initio modeling of ligands and magnetic nanoparticles used in medicine (magnetic hyperthermia, medical imaging). Calculations are performed by the Quantum Espresso software based on density functional theory and LDA+U. The goal is first to understand the binding of ligands on magnetic nanoparticles, the nature of ionicity in the particles, then to describe the change in magnetic anisotropy due to the chemical bondings on surface, and finally to describe the change in optical properties due also to the bonding of various ligands or clusters on the surface of hybrid gold and iron oxide nanoparticles

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Royer, Pascal. "Etude théorique de l'excitation des plasmons de surface sur des particules d'argent ellipsoïdales de taille submicroscopique : effets du substrat, mise en évidence expérimentale par spectroscopie photoacoustique." Dijon, 1985. http://www.theses.fr/1985DIJOS036.

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Abstract:

Mesure par une technique photoacoustique de l'absorption optique de couches granulaires d'argent assimilées à un ensemble de particules ellipsoïdales aplaties. L'absorption est évaluée en fonction de la longueur d'onde, de l'angle d'incidence et de la polarisation de la lumière incidente pour différentes formes d'ellipsoïdes. Mesures expérimentales d'absorption en géométrie ATR. Trace des courbes théoriques d'absorption en réflexion totale atténuées à partir d'une méthode de calcul mise au point par A. Carlan. . .

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Royer, Pascal. "Etude théorique et expérimentale des propriétés optiques de particules submicroniques d'argent." Dijon, 1987. http://www.theses.fr/1987DIJOS019.

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Abstract:

Mise en évidence de l'existence de deux modèles d'oscillations de charges ou plasmons de surface en polarisation rho et d'un seul en polarisation delta. Variation de la position spectrale des pics d'absorption correspondant à ces modes d'oscillation en fonction de la forme des particules, la nature du substrat et la nature du milieu dans lequel les particules peuvent être intégrées. Etude des échantillons en réflexion totale atténuée

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Ibn, El Ahrach Hicham. "Interactions optiques entre nanoparticules métalliques et systèmes moléculaires à indice de réfraction variable." Troyes, 2008. http://www.theses.fr/2008TROY0010.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l’étude de l’interaction optique entre nanoparticules mé-talliques (NPM) et des systèmes moléculaires à indice de réfraction variable. L’une des proprié-tés remarquables de ce type de particules est liée à l’excitation d’ondes de surface, appelées plasmon de surface (PS) dont la position spec-trale dépend de plusieurs paramètres (l’indice de réfraction du milieu environnant…). Ces PS sont associés à de forts confinements du champ proche optique exalté. Une NPM irradiée sous certaines conditions se comporte comme une nanosource de lumière très confinée qui, en présence d’un photopoly-mère à seuil bien déterminé, induit une photo-polymérisation locale grâce à l’effet inhibiteur de l’oxygène. Ainsi, une nanophotopolymérisa-tion anisotropique en champ proche a lieu, générant une particule hybride mé-tal/polymère. Ceci induit également une distri-bution anisotropique de l’indice de réfraction autour de la NPM. La résonance plasmon de surface (RPS) dépend alors de la polarisation du champ incident et une levée de dégénérescence spectrale est observée. Enfin, on étudie le contrôle de la position de la RPS par une orientation électrique de cristaux liquides à biréfringence positive, en particulier, l’effet d’une élévation de l’indice de réfraction à proximité d’une paire de NPM, par analyse spectrale. On montre l’influence de l’indice de réfraction local qui se matérialise par un déca-lage de la position de la RPS qui traduit l’affaiblissement du couplage type champ pro-che entre NPM avec la diminution du gap
This thesis is related to the study of optical interaction between metal nanoparticles MNP and molecular systems of variable refraction index. One of these properties is related to the excitation of surface waves, called surface plasmons (SP), whose spectral position depends on several parameters of which the refraction index of the surrounding medium. These SP are associated to a strong confinement effect and optical near field enhancement. A MNP illuminated under certain conditions, behave like a confined nanosource of light. Associated to a photosensitive polymer with well determined threshold energy of polymeri-zation, it induces a reduced photopolymeriza-tion thanks to the inhibiting effect of oxygen. Thus, an anisotropic nanpolymerization takes place, and one creates a hybrid metal/polymer particle. This polymerization also induces an anisotropic distribution of the refraction index around the MN. The surface plasmon reso-nance (SPR) gets dependent on the incident field polarization. The result of such an anisot-ropic distribution is a spectral degeneracy breaking of the SP mode. Finally, we can control the SPR position by an electrical orientation of liquid crystal with posi-tive birefringence. We study the effect of a rise of the local refraction index near a pair of MNP by spectra analysis. One shows the influence of the local refraction index which is materialized by a shift of SPR position. It represents a de-crease of the near field coupling yield between MNP with the reduction of the gap interparti-cles

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Nardou, Éric. "Nanoparticules métalliques en matrices vitreuses pour l'amplification Raman." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00740971.

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Abstract:

Les fibres optiques utilisées pour le transfert d'information présentent des pertes de signal pendant leur propagation. Ainsi, ces signaux ont besoin d'être régulièrement amplifiés. De nos jours, l'Amplification Raman, basée sur le principe de diffusion Raman stimulée, est une des techniques utilisées pour réaliser ces amplifications. Les nanoparticules de métaux nobles ont des propriétés optiques uniques provenant de l'oscillation collective des électrons lorsqu'elles interagissent avec une onde électromagnétique. Ces particules absorbent fortement le champ électromagnétique à une fréquence appelée fréquence de résonance de plasmon de surface. Ce travail de thèse concerne l'influence des nanoparticules métalliques sur l'amélioration de l'Amplification Raman. Il s'inscrit dans le cadre du projet ANR Fenoptic (2010-2012), réunissant l'entreprise Draka et plusieurs laboratoires français (ICB Dijon, CMCP Paris, LPCML Lyon), qui s'intéressent à l'intégration des nanoparticules de métaux nobles à l'intérieur des fibres optiques afin d'utiliser la résonance de plasmon de surface pour améliorer l'efficacité des amplificateurs optiques. Dans ce travail, différentes sources de nanoparticules métalliques ont été examinées (suspensions, couches, préformes de fibre optique). Les expériences ont porté sur la caractérisation (forme et position du plasmon) de nanoparticules de métaux nobles incluses en matrices vitreuses ainsi que sur des mesures de spectroscopie Raman au travers desquelles le phénomène de Diffusion Raman Exaltée de Surface (SERS) a particulièrement été étudié. Pour la première fois, nous avons mis en évidence l'exaltation du signal Raman d'une matrice vitreuse.

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Nardou, Éric. "Nanoparticules métalliques en matrices vitreuses pour l’amplification Raman." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10207/document.

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Abstract:

Les fibres optiques utilisées pour le transfert d’information présentent des pertes de signal pendant leur propagation. Ainsi, ces signaux ont besoin d’être régulièrement amplifiés. De nos jours, l’Amplification Raman, basée sur le principe de diffusion Raman stimulée, est une des techniques utilisées pour réaliser ces amplifications. Les nanoparticules de métaux nobles ont des propriétés optiques uniques provenant de l’oscillation collective des électrons lorsqu’elles interagissent avec une onde électromagnétique. Ces particules absorbent fortement le champ électromagnétique à une fréquence appelée fréquence de résonance de plasmon de surface. Ce travail de thèse concerne l’influence des nanoparticules métalliques sur l’amélioration de l’Amplification Raman. Il s’inscrit dans le cadre du projet ANR Fenoptic (2010-2012), réunissant l’entreprise Draka et plusieurs laboratoires français (ICB Dijon, CMCP Paris, LPCML Lyon), qui s’intéressent à l’intégration des nanoparticules de métaux nobles à l’intérieur des fibres optiques afin d’utiliser la résonance de plasmon de surface pour améliorer l’efficacité des amplificateurs optiques. Dans ce travail, différentes sources de nanoparticules métalliques ont été examinées (suspensions, couches, préformes de fibre optique). Les expériences ont porté sur la caractérisation (forme et position du plasmon) de nanoparticules de métaux nobles incluses en matrices vitreuses ainsi que sur des mesures de spectroscopie Raman au travers desquelles le phénomène de Diffusion Raman Exaltée de Surface (SERS) a particulièrement été étudié. Pour la première fois, nous avons mis en évidence l’exaltation du signal Raman d’une matrice vitreuse
Signals in optical fibers used for the transfer of information are attenuated due to impurities, scattering, absorption… To compensate for these losses, several techniques were developed like Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA). An alternative to rare earth doped fiber amplifier is Raman Amplification, which results from stimulated Raman scattering. Noble metal nanoparticles have optical properties induced by the collective oscillation of their conduction electrons when they interact with an electromagnetic wave. These particles strongly absorb the electromagnetic field at a frequency called surface Plasmon resonance frequency. This work is mainly based on effects leading to the improvement of the Raman Amplification. The ANR project Fenoptic (2010-2012), gathering Draka and several French laboratories (ICB (Dijon), CMCP (Paris), LPCML (Lyon)) is interested in the integration of noble metal nanoparticles in optical fibers using properties of the surface Plasmon resonance to improve the efficiency of optical amplifiers. In this work, different kinds of samples (suspensions, layers, optical fiber performs) with metal nanoparticles were studied. The experiments were based on the characterization (form and position of the Plasmon band) of noble metal nanoparticles in amorphous matrix and Raman spectroscopy was used to study the Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) effect. For the first time, we found the Raman signal exaltation of an amorphous matrix

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Gaudry, Mélanie. "Propriétés optiques d'agrégats mixtes de métaux de transition en matrice d'alumine : effets de taille et de composition." Lyon 1, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/04/49/06/PDF/tel-00001513.pdf.

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Abstract:

La réponse optique des petites particules de métaux nobles (Au, Ag, Cu) se manifeste essentiellement par une bande de résonance plasmon de surface dont la position et la largeur dépendent notamment de la taille des agrégats et du milieu environnant. Ce travail présente l'étude des propriétés optiques d'agrégats mixtes AuM (M=Ag, Ni, Co et Pt) de 1,5 à 6 nm de diamètre, en matrice d'alumine. La technique de préparation des films minces de nanoparticules en matrice d'alumine ainsi que les différentes techniques de caractérisation et d'étude de leurs propriétés optiques sont présentées d'abord. Puis les modèles théoriques qui permettent d'interprèter ces propriétés sont introduits : un modèle semiquantique, mettent en évidence l'influence des électrons de coeur, de la matrice et de sa porosité, mais qui n'est pas adapté à tous les systèmes; un modèle classique dans les autres cas. L'influence de la taille et de la composition des agrégats mixtes or-argent est étudiée ensuite. Les spectres d'absorption montrent une résonance plasmon de surface intermédiaire par rapport à l'argent et l'or purs, et le blue-shift odservé quand la taille diminue est d'autant plus important que la proportion d'or est grande. Ces résultats expérimentaux sont comparés avec ceux d'un calcul semi-quantique, en utilisant deux modèles pour la fonction dialectique du mélange AuAg. Il semble que ces agrégats forment plutôt des alliages. Enfin, les systèmes NiAg et CoAg forment des "core-shell" : un coeur de nickel ou de cobalt, entouré d'argent et leurs spectres d'absorption présentent une bande plasmon de surface conformément aux prévisions théoriques classiques. A l'inverse, les agrégats (PtxAg1-x)n présentent expérimentalement une résonnance plasmon de surface très fortement atténuée, contrairement aux prévisions classiques si l'agrégat est sous forme "core-shell" ou a une structure pour laquelle la fonction diélectique dépend simplement de celles de se constituants.

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Glais, Estelle. "Nanostructures à propriétés optiques et thermiques pour l’élaboration de « Nanothermomètres »." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS496.

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Abstract:

L’étude de la variation des propriétés de luminescence en fonction de la température est une méthode très prometteuse pour mesurer la température. Des études récentes ont montré que les nanomatériaux permettaient une détermination locale et sans contact de la température. Une telle mesure trouverait des applications dans de nombreux domaines comme la médecine, l’aéronautique, la marine ou dans la compréhension de mécanismes en catalyse. Les nanoparticules de composition ZnGa2O4:Cr3+ sont de potentielles candidates du fait de leur haute sensibilité sur une large gamme de température. En effet, le temps de vie de luminescence dépend drastiquement de la température puisque les deux niveaux émetteurs 4T2 and 2E sont en équilibre thermique. Dans ces travaux, les propriétés de luminescence des nanoparticules de 10 nm de diamètre sont dans un premier temps optimisées dans le but d’améliorer leurs performances en tant que capteur thermique. Par la suite, dans l’optique de générer une élévation locale de température, des nanobâtonnets d’or dont synthétisés. Sous excitation, ces nanoobjets sont capables d’induire une élévation de température grâce à leurs propriétés plasmoniques. Après calibration des nanocapteurs, et mise en évidence de l’élévation de température par le biais d’une caméra thermique, les nanosources de chaleur et les nanothermomètres sont mis en contact dans le même milieu. La variation de la réponse du nanothermomètre est très prometteuse, c’est pourquoi ce type de système permettant une élévation de température précise et contrôlée est envisagé pour des applications dans des traitements hyperthermiques
The study of the variation of luminescent properties with temperature is one of the promising way to measure temperature. Recent studies showed that luminescent nanomaterials allow a local and contactless temperature determination. This could be very useful in many applications like medicine, aeronautic, and marine or in the understanding of catalytic mechanism. ZnGa2O4:Cr3+ is a potential nanothermometer because of its high sensitivity on a large temperature range. Indeed, the luminescence lifetime is drastically dependent on temperature since the 4T2 and 2E emitted levels are in thermal equilibrium. In this study, we firstly optimized the luminescence properties of 10 nm in diameter nanoparticles with the aim of improving their capability as thermal nanosensor. In order to generate a local temperature increase, gold nanorods are then synthetized. Under an appropriate excitation, such gold nanoparticles may induce a heating due to their plasmonic properties. Once the calibration of the nanosensor is effective and the heat generation is highlighted by thermal camera pictures, both nanoheaters and nanothermometers were introduced in the same medium. The variation of the optical nanosensor response is promising. Thus this coupled system is considered as a potential candidate for hyperthermia treatments with a precise and controlled temperature

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Julien, Vieaud. "Propriétés optiques effectives de films composites de polymère et de nanoparticules d'or." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00676817.

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Abstract:

Les méthodes de synthèses chimiques et d'auto-assemblage sont aujourd'hui envisagées pour fabriquer des matériaux nanostructurés aux propriétés optiques contrôlées. Nous avons considéré le cas le plus simple de composites combinant un polymère non-structuré et des nanoparticules d'or sphériques, dont nous fabriquons des films d'épaisseur et de fraction volumique en or variables et étudions les propriétés optiques, par ellipsométrie spectroscopique, dans les domaines ultraviolet-visible-proche infrarouge. Pour des films tridimensionnels épais (30-200 nm) de fraction volumique en nanoparticules inférieure à 6%, les variations de l'indice optique avec la longueur d'onde sont bien décrites par une loi de mélange de Maxwell-Garnett modifiée par l'introduction de polarisabilités anisotropes rendant compte du couplage électromagnétique entre particules proches. Des d'échantillons très denses en nanoparticules ont été fabriqués (jusqu'à des fractions volumiques de 30%), et montrent, dans une bande spectrale finie, des permittivités électriques proches de zéro ou négatives. Pour des échantillons très minces (épaisseur de l'ordre de la taille des nanoparticules), nous montrons que l'indice optique complexe n'est plus un descripteur intrinsèque du système et que l'analyse ellipsométrique ne permet pas de déterminer l'épaisseur de manière non-ambigüe. On a accès en revanche à la section efficace d'extinction des particules : lorsque les particules sont déposées très près du substrat de silicium, les valeurs expérimentales sont exaltées par rapport aux valeurs théoriques, même en tenant compte d'effets de dipôles image dans le substrat. Les conclusions de ce travail ont permis d'éclaircir le lien entre les propriétés optiques mesurées et la nanostructure de films composites, et laissent entrevoir la possibilité d'élaborer par voie chimique des matériaux nanocomposites aux propriétés optiques inédites.

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Vieaud, Julien. "Propriétés optiques effectives de films composites de polymère et de nanoparticules d’or." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14349/document.

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Abstract:

Nous étudions, par ellipsométrie spectroscopique, les propriétés optiques dans le domaine de l'UV-Visible-Infrarouge de films composites constitués de polymère et de nanoparticules d'or. Nous étudions la relation entre ces mesures et la structure des nanocomposites, que nous étudions par microscopie à force atomique en particulier. Nous distinguons l’analyse de films épais (tri-dimensionnels) et minces (quasi-bidimensionnels). Dans les deux cas, nous confrontons les résultats expérimentaux à des modèles théoriques de milieux effectifs dérivés de Maxwell-Garnett, en particulier
By spectroscopic ellipsometry, we study the optical properties in the range of UV-Visible-Infrared of composites films made of polymer and gold nanoparticles. We study the relation between these measurement and the structure of the nanocomposites, that we study by atomic force microscopy in particular. We distinguish the analysis of thicks films (tridimensionals) and thins (quasi-bidimensionals). In both of case, we confronte these experimentals results to the theoric models of effectives medium derivated for Maxwell-Garnett in particular

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Portales, Hervé. "Étude par diffusion Raman de nanoparticules métalliques en matrice diélectrique amorphe." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10243.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse réside notamment dans l'étude par diffusion Raman de la dynamique vibrationnelle de nanoparticules métalliques en matrice. Grâce au couplage des vibrations avec le plasmon de surface des particules (diffusion Raman résonnante), la diffusion est fortement amplifiée, ce qui conduit à un signal très intense au regard de al faible quantité de matière métallique présente dans les films nanocomposites étudiés. Les caractéristiques structurales de ces films diffèrent selon la méthode d'élaboration utilisée : source d'agrégats à vaporisation laser et co-déposition des particules et de la matrice par la technique LECBD, co-pulvérisation ionique du métal et de la matrice, ou encore fabrication de verres dopés. Les spectres Raman basse fréquence sont dominées par la bande correspondant à la diffusion par les quadrupolaires. Dans le cas de l'argent, la position de cette bande varie avec la taille des particules conformément aux prédictions du modèle de la sphère élastique, ainsi qu'avec la longueur d'onde d'excitation, ce qui reflète une sélection en forme des particules diffusant la lumière. Des mesures réalisées dans deux configurations de polarisation des lumières incidente et diffusée confirment cette hypothèse. Un effet de cohérence spatiale sur la diffusion Raman a été mis en évidence en comparant des spectres d'échantillons ayant ou non subis un recuit. L'origine de cet effet est justifiée par quelques considérations théoriques. La diffusion Raman par les vibrations radiales des résultats extérieurs, obtenus par une technique de spectroscopie résolue en temps. Le problème des particules mixtes est aussi abordé à travers l'étude de plusieurs systèmes bimétalliques formant, soit un alliage, comme l'or-argent, soit un "core-shell" lorsqu'il y a ségrégation des deux métaux, comme le suggèrent les mesures effectuées sur des particules d'argent-nickel et d'argent-cobalt. Ce travail de recherche a aussi fait l'objet d'une étude par diffusion haute fréquence sur les échantillons recuits de particules d'argent en matrice de silice. Une bande large, dont le maximum est localisé vers 1000 cm-1, est observée et présente des comportements, vis-à-vis de la taille des particules et de l'excitation, très semblables à ceux de la bande basse fréquence. Une discussion sur l'origine de cette diffusion attribuerait plutôt celle-ci à des excitations de paires électron-trou.

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Soltani, Lakhdar. "Contribution à l'étude des propriétés optiques et photoélectriques des couches métalliques granulaires d'argent." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOS052.

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Abstract:

Etude réalisée sur des couches très minces d'argent, "lisses" ou à rugosité contrôlée. Quatre techniques différentes d'étude sont mises en oeuvre : les techniques photoélectriques, spectrophotométriques, microscopiques (mesure par microscopie électronique à balayage de la répartition statistique des particules d'argent constituant la couche) et photoacoustiques.

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Bayle, Maxime. "Architectures plasmoniques enterrées : élaboration, propriétés optiques et applications." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2664/.

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Abstract:

Dans notre travail, nous présentons une étude d'architectures plasmoniques à base d'assemblées planes de nanoparticules (NPs) d'argent, enterrées à quelques nanomètres sous la surface d'une matrice diélectrique. L'analyse structurale des matériaux, notamment par microscopie électronique en transmission, a été menée pour déterminer le rôle des différents paramètres de la technique d'élaboration, l'implantation ionique à basse énergie, sur l'organisation à trois dimensions des NPs, dans des films de dioxyde ou de nitrure de silicium sur substrat de silicium. Afin de contrôler de manière systématique ces paramètres, nous avons étudié les réponses optiques élastique et inélastique des hétérostructures. La réponse optique élastique a été obtenue grâce à des mesures de réflectance optique, puis confrontée à des simulations numériques que nous avons développées afin de déterminer la taille moyenne des NPs et la quantité d'argent implantée. L'étude de la topographie du champ électrique a ainsi permis de tirer profit à la fois de la résonnance plasmonique et de l'amplification optique dans nos systèmes multicouches antireflet. La réponse inélastique a quant à elle été étudiée grâce à la spectrométrie Raman sur une large gamme de fréquence. Les modes collectifs de vibration (dits de Lamb) des NPs ont été analysés à basse fréquence, et à plus haute fréquence, nous avons extrait la densité d'états des modes de vibration (VDOS). Associée à des simulations atomistiques, celle-ci nous a donné des informations originales sur la dynamique vibrationnelle à l'échelle atomique et les propriétés thermodynamiques de NPs d'argent enterrées (mais également de NPs d'or déposées). Enfin, nous montrons plusieurs exemples d'applications des assemblées de NPs dans des dispositifs hybrides comme l'exploitation des couplages entre ces NPs et des dépôts (notamment de graphène) réalisés sur nos substrats. En particulier, ceux-ci peuvent être exploités pour la spectrométrie exaltée de surface (effet SERS). Puis nous avons conçu, grâce aux techniques de microélectronique, des dispositifs de plasmo-électronique exploitant les propriétés de photoconductance de ces assemblées de NPs, déposées ou enterrées
In our work, we present the study of plasmonic architectures made of a plane of nanoparticules (NPs) embedded at the vicinity of a dielectric matrix free surface, by low energy ion beam synthesis. Materials structural analysis, especially by transmission electron microscopy, have been carried out to determine the impact of the elaboration process parameters on the three dimensional organization of the NPs, in silicon dioxide or nitride layers grown on silicon substrates. To systematically check these parameters, we studied the elastic and inelastic optical responses of the heterostructures. The elastic response has been obtained by measuring the reflectance of the samples, and confronted to numerical modelling we developed, to determine the mean size of the NPs and the implanted silver amount. The study of the electric field topography allowed us to take benefit from both plasmonic resonance and optical amplification in antireflective layers. The inelastic response has been studied using Raman spectroscopy over a wide frequency range: vibrational collective modes (Lamb modes) of the NPs have been studied at low frequency, while at higher frequency, we have extracted the vibrational density of states (VDOS). Combined with atomistic simulations, the VDOS gave us original information on the vibrational dynamics and the thermodynamic properties of buried silver NPs (and deposited gold NPs). Finally, we present some applications of the assemblies of NPs in hybrid devices, such as the use of coupling between these NPs and deposited substances (e. G. Graphene) on our substrates. In particular, it can be used for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). Then using techniques from microelectronics, we designed plasmo-electronic devices exploiting photoconductance properties of these buried or deposited NPs assemblies

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Sanchot, Audrey. "Propriétés optiques de nanostructures plasmoniques auto-assemblées : vers la plasmonique moléculaire." Thesis, Toulouse, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAT0029/document.

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Abstract:

Cette thèse s'inscrit dans un projet plus vaste, utilisant les propriétés plasmoniques de systèmes colloïdaux pour développer des guides d’onde à l'échelle submicrométrique. La plasmonique exploite les oscillations collectives des électrons libres à la surface des métaux nobles, excités par une lumière incidente. Les guides d’onde plasmoniques fabriqués par lithographie ont montré un potentiel pour le confinement et le guidage de l'énergie. En revanche, leur polycristallinité induit une dissipation optique. Notre approche consiste à exploiter les plasmons localisés à la surface de nano-objets colloïdaux et monocristallins. Les simulations, au même titre que les expériences, ont confirmé que la structure et l'organisation de ces objets engendraient un confinement et une exaltation du champ proche optique dans leur voisinage. Contrairement aux études en champ lointain, la caractérisation du confinement du champ proche produit par ce type de structures, de faibles tailles, présente plusieurs défis. Dans un premier temps, il est nécessaire de synthétiser les objets. Nous avons choisi d'étudier des particules sphériques d'or assemblées en réseaux de chaînes, puis des nanobâtonnets et des nanoprismes d'or. Le second défi a résidé dans l'organisation et le dépôt des réseaux de chaînes sur un substrat adéquat. Des réseaux étendus monocouches de chaînes monoparticulaires ont été obtenus après dépôt sur un substrat préalablement immergé dans une solution alcaline. Enfin nous avons caractérisé le champ proche optique au voisinage de ces colloïdes. Nous avons appliqué une méthode indirecte : la photomigration moléculaire, pour imager le champ proche optique avec une résolution spatiale latérale d'environ 50 nm. Celle-ci repose sur les propriétés d'un photochrome, qui se déplace sous l'effet d'une excitation lumineuse. Une caractérisation topographique par AFM, avant et après excitation, permet alors de cartographier l'intensité du champ proche. Un déplacement du film, uniquement au niveau des structures et suivant le gradient du champ, a été observé. Nous avons complété cette étude en utilisant deux techniques en "champ lointain", basées sur le balayage "pixel par pixel" d'une "sonde optique virtuelle". La photoluminescence à deux photons (TPL) a mis en évidence la possibilité de confiner ou d'étendre le signal suivant l'organisation des objets. Par ailleurs, l'enregistrement de cartes de température par la technique d'anisotropie de polarisation de fluorescence a démontré l'intérêt des réseaux réticulés de particules, comme sources de chaleur localisées en surface
This thesis is part of a larger project which uses plasmonic properties of colloidal systems to develop and conceive new submicron scale waveguides. Plasmonics exploits the collective oscillations of free electrons on noble metal surfaces, excited by incident light. Plasmonic waveguides made by lithography have shown potential for the confinement and guiding of light energy. On the other hand, their polycristallinity induces an optical dissipation that limits the propagation length. Our approach consists in using localized plasmons on colloidal and monocrystalline nano-object deposited on dielectric surfaces. Simulations, as well as experiments, have confirmed that the structure and organization of such objects generate both a confinement and an enhancement of the optical near field intensity in their vicinity. The characterization of the near field confinement near tiny plasmonic self-assembled structures presents several difficulties. First, it was necessary to synthesize objects and assemble them into networks, in coplanar geometry. Extended monolayer networks of monoparticle chains were obtained after deposition on a substrate previously immersed in an alkaline solution. In a second step, we have characterized the optical near-field around the colloids. We have applied molecular photomigration to image the near-field with a 50nm spatial resolution. This phenomenon relies on the molecular movement of photochromic films induced under light excitation. An AFM topographic characterization, before and after illumination, allows then to map the near-field intensity. A film migration, only around the object and along the field gradient, has been observed. Finally, we completed this study by using two "far field" techniques, based on "pixel by pixel" scanning of an "optical virtual probe". The two photons photoluminescence (TPL) has shown the possibility to confine or expand the signal, depending on object organization. The recording of map temperature by fluorescence polarisation anisotropy has demonstrated the interest of particle networks as localised heat sources

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Sistach, stéphanie. "Stabilisation de nanoparticules métalliques en solution aqueuse par des molécules à propriétés stimuli-dépendantes." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1223/.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse décrit la stabilisation colloïdale de nanoparticules d'or dans l'eau par deux familles de molécules à propriétés stimuli-dépendantes. Dans un premier temps, diverses molécules de type bolaamphiphile (tensioactif composé de deux têtes polaires reliées entre elles par un chaîne hydrophobe) ont été synthétisées puis testées pour la stabilisation de ces nanoparticules dans l'eau. L'influence de la structure moléculaire (nature de la tête polaire, longueur de la chaîne hydrophobe) sur la stabilité globale a été analysée. Il est apparu que ces deux paramètres revêtent une importance cruciale sur la stabilité colloïdale. Certains de ces nanohybrides présentent, en outre, un caractère pH-sensible qui a été mis en évidence. Des copolymères blocs thermosensibles originaux dérivés du PNIPAM ont ensuite constitué la deuxième famille de stabilisants. Ils ont été synthétisés par RAFT/ MADIX et ont été caractérisés en masse et en solution aqueuse. Puis la stabilisation des nanoparticules d'or dans l'eau en présence de ces copolymères a été étudiée. Le caractère thermosensible des polymères à été mis à profit pour obtenir la précipitation réversible des nanoparticules par une modification de la température. Enfin, ces nanohybrides ont été utilisées en catalyse. Leur agrégation réversible a été mise à profit pour récupérer puis redisperser les catalyseurs. Deux réaction modèles ont été étudiées : l'hydrogénation d’un alcène (catalysée par des nanoparticules de platine) ainsi que la réduction du p-nitrophénol par le borohydrure de sodium (catalysée par les nanoparticules d'or). L'influence des cycles précipitation/redispersion sur l'activité catalytique a été caractérisée
First, several bolaamphiphiles (surfactant with two polar heads linked by an apolar chain) were synthezised then used as nanoparticles stabilizers. The influence of molecular structure (nature of the polar head, apolar chain length) on the stability of the system was studied. These two parameters appear to be very important for the colloidal stability, and a pH-sensitive behaviour was also observed. Original thermosensitive blos copolymers including a bloc of PNIPAM constitute the second stabilizers family. There were synthezised by RAFT/MADIX and caracterizedin bulk and aqueous solutions. The stabilization of gold nanoparticles in water was studied and the thermosensitive behaviour of copolymer allowed to have a reversible precipitation as a function of the temperature. These nanohybrids were then used in catalysis. The reversible agregation allowed the recovery and the reuse of the catalysts. Two reactions was studied: the reduction of the p-nitrophenol by the sodium borohydride (catalysed by gold nanoparticles) and alkene hydrogenation (catalysed by platinium nanoparticles). The influence of aggregation/redispersion cycles on the catalytic activity was also studied

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Bel, Haj Salah Selim. "Plasticité des nanoparticules métalliques cubiques à faces centrées." Thesis, Chasseneuil-du-Poitou, Ecole nationale supérieure de mécanique et d'aérotechnique, 2018. http://www.theses.fr/2018ESMA0004/document.

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Abstract:

Lorsque leurs dimensions deviennent nanométriques, les matériaux présentent généralement des propriétés bien différentes de celles mesurées aux échelles supérieures. Ainsi, concernant les propriétés mécaniques, il est, par exemple, souvent fait état d’une résistance accrue à la déformation plastique. Toutefois, une majorité des travaux dans ce domaine concerne des systèmes à une dimension, tels que les nanofils et les nanopiliers. Nos connaissances des propriétés mécaniques d’un autre type de système ’nano’, à savoir les nanoparticules, restent actuellement limitées, ce qui est surprenant en regard de leur immense champ d’applications.Les travaux ici présentés portent sur les propriétés mécaniques de nanoparticules sphériques de matériaux métalliques de structure cubique à faces centrées (aluminium, nickel, cuivre). Ils ont été conduits à l’aide de simulations de dynamique moléculaire de compression uniaxiale.Ces dernières permettent d’analyser finement les mécanismes de plasticité à l’échelle atomique.Deux axes principaux d’étude ont été retenus : l’influence de la taille des nanoparticules et géométrie de la surface de contact dans la gamme de taille étudiée (4-80 nm) lors des premiers stades de déformation plastique. Nous montrons ainsi que cette dernière influe sur la limite d’élasticité, ainsi que sur le mode de déformation plastique, tel que le maclage
When characteristic dimensions decrease to nanometer, materials often exhibit different properties than those measured at higher scales. So, in terms of mechanical properties,increased resistance to plastic deformation is often reported. However, most research works in this domain focused on one dimensional systems like nanowires and nanopilars. Our knowledge concerning mechanical properties for another type of ’nano’ system, nanoparticles, are in fact much more limited. This is surprising, since they can be used in immense field of applications.The work presented here deals with the mechanical properties of spherical nanoparticles of face centered cubic metallic materials (aluminium, nickel, copper). They were conducted using molecular dynamics simulations under uniaxial compression. These last ones allow to analyze finely the mechanisms of plasticity at the atomic scale. Two main areas of study were selected :the influence of nanoparticle size and the orientation of the compression axis. Our results highlight the predominant role of contact surface geometry in the size range studied (4-80 nm) during the early stages of plastic deformation. We thus show that the latter influences the yield strength, as well as the plastic deformation mode, such as smearing

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Taïnoff, Dimitri. "Influence des défauts sur les propriétés optiques et électroniques des nanoparticules de ZnO." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00507281.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est de mieux comprendre le rôle joué par les défauts dans les propriétés optiques et électroniques des nanostructures d'oxyde de zinc. Pour ce faire, nous avons synthétisé des nanoparticules d'oxyde de zinc de 6 à 18 nm de diamètres pouvant être considérées comme modèle en terme de stœchiométrie, de cristallinité et de qualité de surface par une méthode physique originale : la Low Energy Cluster Beam Deposition.La caractérisation optique des défauts présents dans les nanoparticules de ZnO a été faite grâce à l'analyse des spectres d'émission visible et UV à différentes températures [10K-300K]. En particulier la luminescence excitonique à 3,31 eV, qui est un sujet controversé, a été étudiée en comparant la luminescence excitonique d'échantillons structurés à différentes échelles (nanoparticules, microcristaux et monocristal). Les temps de déclins très rapides des défauts donneurs ont été étudiés par spectroscopie à décalage de fréquence au CELIA à Bordeaux révélant une dépendance en fonction de la taille des NPs du type Giant Oscillator Strenght.Les propriétés de transport électronique des couches minces de NPs, naturellement dopées n, ont été caractérisées grâce à des expériences σ(T). Différents scénarios sont proposés pour expliquer les résultats des expériences de conductivité, et discutés en fonction des propriétés optiques des couches et de leur morphologie. En particulier, il est montré que la surface des NPs, très réactive, influence fortement le transport, ce qui laisse entrevoir la possibilité d'utiliser ces films nanostructurés comme capteurs de gaz.

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Dissertations / Theses on the topic 'Nanoparticules métalliques – Propriétés optiques'

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