Academic literature on the topic 'Nanoruby'

Nanostructured materials have recently attracted the attention of some materials scientists. Because of their unique properties occurring in low-dimensional structures, nanostructured materials are sought for their possible industrial applications. This article introduces a specific nanostructured material, the carbon nanorube—an extremely thin filaments of graphite considered to be a quasi one-dimensional structure, with a simple well-understood atomic structure. Because of these qualities, the carbon nanorube has elicited great interest from diverse fields of basic and technological research. My discovery of carbon nanotubes was inspired by the discovery of C60 and its family and their mass production. The carbon nanotubes were serendipitously found during the examination of fullerene materials by a high-resolution transmission electron microscope (HRTEM). Since introducing this technique in 1971, I have been employing HRTEM to characterize the microscopic structural details of a variety of materials, including carbonaceous materials. So far, only nanotubes have been revealed with HRTEM.Interest in the carbon nanorube is multifold. Academically the nanotube is an ideal model structure for a quasi one-dimensional structure since its known atomic structure makes computer simulations more reliable. It is worthwhile to study both rare structures of graphite—cylindrical forms with a helical arrangement of carbon atom hexagons and flexible graphitic sheets containing topological surface defects. These materials may find practical uses as tough graphite fibers, molecular wires, catalyst supports, molecular adsorbers, and so on.

In this paper, RuO2-CB/MVQ composites were prepared through following steps. First, the nanoruthenium particles had been prepared by solvent thermo-deoxidization ways. Secondly, the nanoRuO2 particles had been formed by oxidation reaction of nanoruthenium particles in air. Thirdly, the carbon black/silicone rubber mixed rubber was prepared by solvent mixing. Fourthly, the nanoruthenium particles were mixed into carbon black/silicone rubber mixed rubber by rubbing dispersion. Finally, vulcanization molding was carried out at certain preasure and temperature. The piezoresistive properties of CB/MWQ composite materials were tested with pressure-resistance testing systems designed ourselves. The test results showed that suitable amounts of RuO2 could enhance the stability and creep of piezoresistive properties of CB/MWQ composite materials. The microstructure of CB/MWQ composite materials were analyzed with SEM and TEM. The characterization results showed that nanoRuO2 particles dispersed in composite materials in nanolevel. These nanostructure could improve conductive net of carbon black, and reinforce crosslink net of silicone rubber. These factors had advantage to the stability of piezoresistive properties of CB/MWQ composite materials.

Due to adjustable modal birefringence, suspended AlGaAs optical waveguides with submicron transverse sections can support phase-matched frequency mixing in the whole material transparency range, even close to the material bandgap, by tuning the width-to-height ratio. Furthermore, their single-pass conversion efficiency is potentially huge, thanks to the extreme confinement of the interacting modes in the highly nonlinear and high-refractive-index core, with scattering losses lower than in selectively oxidized or quasi-phase-matched AlGaAs waveguides. Here we compare the performances of two types of suspended waveguides made of this material, designed for second-harmonic generation (SHG) in the telecom range: (a) a nanowire suspended in air by lateral tethers and (b) an ultrathin nanorib, made of a strip lying on a suspended membrane of the same material. Both devices have been fabricated from a 123 nm thick AlGaAs epitaxial layer and tested in terms of SHG efficiency, injection and propagation losses. Our results point out that the nanorib waveguide, which benefits from a far better mechanical robustness, performs comparably to the fully suspended nanowire and is well-suited for liquid sensing applications.

Well-aligned ZnO nanorod arrays had been successfully prepared by using hydrothermal methods. XRD and SEM analysis showed ZnO nanorod arrays had well orientation along the [0 0 1] direction of ZnO nanorods. The length to diameter is biggest among these samples and is about 25 when solution concentration is 0.8mol/l. The UV emission caused mainly by exciton combination. Furthermore the formation mechanism of ZnO nanorob arrays was studied in detail.

Parmi les nouveaux matériaux émergents à base de carbone, le graphène est rapidement devenu un candidat idéal pour plusieurs applications en nanoélectronique. Dans ce contexte, différentes méthodes ont été proposées pour transformer ses propriétés électriques, et notamment supprimer sont point de dégénérescence de Dirac. L’ouverture d’un gap d’énergie peut ainsi conduire à l’usage du graphène dans des nano-transistors. Dans cette thèse, nous appliquons un modèle compact semi-analytique pour étudier deux types de nanotransistors à base de graphène: les transistors à nanorouban et les transistors à nanomesh. Un modèle de type thight-binding est utilisé pour déterminer les expressions analytiques des bandes d'énergie d'un nanorouban de graphène. Des comparaisons sont montrées avec des approches ab initio, et avec des mesures effectuées sur des transistors du même type mais à plus grande échelle. Dans le contexte de l'électronique pour applications souples, les contraintes mécaniques sur les circuits et les déformations géométriques des composants à base de graphène peuvent constituer un problème important. Nous étudions ces effets sur les propriétés de conduction des transistors à nanorubans (dans les régimes balistique et partiellement balistique). En supposant la présence de petites déformations, une mise à l'échelle spectrale et un décalage spectral dû à la présence d'une déformation peuvent être pris en compte de manière analytique. Ce modèle conduit à définir sous forme analytique les quantités effectives (masses, densités d’états) utilisées pour calculer numériquement les potentiels et les courants dans le nano-dispositif. Les résultats numériques sont présentés à la fois sous un régime balistique et partiellement balistique, avec ou sans contacts de Schottky. Les résultats proposés dans le Chapitre 2 illustrent de manière très simple comment la déformation du nanoribbon de graphène influence les caractéristiques I-V du transistor. Une autre solution pour réaliser un nanotransistor de graphène est la gravure de nano-trous dans une feuille de graphène (réalisant ainsi un nanomesh). Si le graphène nanomesh est correctement formé, le rapport de courant On / Off du transistor devrait être amélioré. Dans le Chapitre 3, la méthode semi-analytique est utilisée pour évaluer les performances d'un nanomesh à transistors à nanorubans. Les résultats sont à nouveau comparés à une méthode ab-initio. Les caractéristiques I-V du graphène nanomesh transistor sont présentées et comparées aux résultats expérimentaux. Les résultats proposés montrent comment la taille des nanomesh de graphène influence les caractéristiques I-V du transistor. Compte tenu de la simplicité et du temps de calcul réduit de l'approche proposé, ces résultats peuvent permettre des analyses paramétriques, des optimisations et des caractérisations de nano-transistor à graphène dans des circuits à plus grande échelle
Among emerging carbon materials, graphene has rapidly become an ideal candidate for nano-electronics. In this context, different methods have been proposed to transform its electric properties and remove the Dirac degeneracy point, leading to application to nano-transistors. In this thesis we apply a semi-analytical compact model to study two kinds of graphene-based nanotransistors: nanoribbon graphene transistor and nanomesh transistor. A tight-binding model is used to determine analytical expressions for the energy bands of a graphene nanoribbon. Comparisons are shown with ab-initio approaches and with measurements done on larger-scale transistors of the same kind. In the context of flexible electronics, mechanical stresses on circuits and subsequent geometric deformations of graphene-based components is an important issue. We investigate these effects on the conduction properties of nanoribbon transistors (both in ballistic and partially ballistic regimes). By assuming the presence of small deformations, a spectral scaling and a spectral shift due to the presence of a deformation can be taken into account analytically. This model leads to define in closed form effective quantities (masses, densities of states) used to numerically calculate potentials and currents in the nano-device. Numerical results are shown both in a ballistic and partially-ballistic regime, with and without the presence of Schottky contacts. The proposed results in Chapter 2 illustrate in a very simple way how the deformation of graphene nanoribbon influences the I-V characteristics of transistor. Another solution to realize graphene nanotransistor is the etching of nanoholes in a graphene sheet (thus realizing a nanomesh). If graphene nanomesh is properly shaped, the On/Off current ratio of transistor is expected to be enhanced. In Chapter 3, the semi-analytic method is used to evaluate the performance of nanomesh transistor with nanoribbon ones. The results are again compared with an ab-initio method. I-V characteristics of graphene nanomesh transistor are presented and compared with experimental results. The proposed results show how graphene nanomesh size influences the I-V characteristics of transistor. Given the simplicity and the reduced computation time of the approach, these results can lead to perform parametric analyses, optimizations and characterization of graphene nano-transistor when applied in larger-scale circuits

Les travaux décrits dans ce manuscrit portent sur l’étude de nanostructures obtenues par auto-assemblages d’amphiphiles diacétyléniques polymérisables. Essentiellement deux familles de composés ont été étudiées (micelles sphériques et rubans en bicouches) et valorisées, d'une part, pour des applications biomédicales et, d’autre part, pour la catalyse. Dans un premier temps, des micelles cationiques polymérisées assemblées à partir d’amphiphiles diacétyléniques sont synthétisées. Ces micelles ont été valorisées pour la prise en charge et la transfection d’ARN interférents in vitro. Ensuite, un catalyseur micellaire « biocompatible » incorporant du cuivre a été développé pour promouvoir des transformations chimiques in vitro. Nos études ont ainsi porté sur la réaction de cycloaddition 1,3-dipolaire de Huisgen que nous avons mise en œuvre dans le compartiment intracellulaire. Enfin, nous nous intéressons à la synthèse et à la formulation d’amphiphiles diacétyléniques en architectures supramoléculaires qui ont été utilisées pour la catalyse asymétrique et semi-hétérogène de la réaction d'aldolisation
The work described in this manuscript focuses on the study of nanostructures obtained by self-assembly of polymerizable diacetylenic amphiphiles. Two families of compounds have been studied (spherical micelles and bilayer ribbons) and used for biomedical applications on the one hand and for catalysis on the other. At first, polymerized cationic micelles assembled from diacetylenic amphiphiles are synthesized. These micelles were valorized for the transfection of small interfering RNAs in vitro. Then a "biocompatible" micellar catalyst incorporating copper was developed to promote in vitro chemical transformations. Our studies focused on the Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition that we implemented in the intracellular compartment. Finally, we are interested in the synthesis and formulation of supramolecular architectures from diacetylenic amphiphiles. These systems have been used for the asymmetric and semi-heterogeneous catalysis of the aldol reaction

Cette thèse présente des mesures de transport électronique dans des systèmes bi-dimensionels et uni-dimensionels à base de graphène sous champ magnétique pulsé (60T). L'objectif de ces travaux consiste à sonder la dynamique des porteurs de charge en modifiant la densité d'états du système par l'application d'un champ magnétique. Une première partie est consacrée à l'étude de l'influence des îlots électrons-trous sur les propriétés de transport du graphène au voisinage du point de neutralité de charge. Nous avons constaté l'apparition de fluctuations de la magnéto-résistance liée à la transition progressive des îlots de taille finie dans le régime quantique lorsque le champ magnétique augmente. Nous avons aussi montré que la variation de l'énergie de Fermi, liée à l'augmentation de la dégénérescence orbitale des niveaux de Landau, est directement responsable d'une modification du ratio entre électrons et trous. Dans une deuxième partie consacrée à l'étude des nanorubans de graphène, nous avons exploré deux gammes de largeur différentes. Dans les rubans larges (W>60nm), la quantification de la résistance a été observée révélant ainsi une signature évidente de la quantification du spectre énergétique en niveaux de Landau. Le confinement magnétique des porteurs de charge sur les bords des nanorubans a permis de mettre en évidence, pour la première fois, la levée de dégénérescence de vallée liée à la configuration armchair du ruban. Pour des rubans plus étroits (W<30nm), en présence de défauts de bord et d'impuretés chargées, la formation progressive des états de bords chiraux donne lieu à une magnéto-conductance positive quelque soit la densité de porteurs. Enfin, la dernière partie traite du magnéto-transport dans le graphene multi-feuillet. En particulier, nous avons observé l'effet Hall quantique dans les systèmes tri-couche de graphène. Une étude comparative des résultats expérimentaux avec des simulations numériques a permis de déterminer l'empilement rhombohedral des trois couches de graphene constituant l'échantillon
This thesis presents transport measurements on two-dimensional and one-dimensional graphene-based systems under pulsed magnetic field (60T). The objective of this work is to probe the dynamics of charge carriers by changing the density of states of the system by applying a strong magnetic field. The first part is devoted to the study of the influence of electron-hole pockets on the transport properties of graphene near the charge neutrality point. We found the appearance of fluctuations in the magneto-resistance due to the progressive transition of the electron/hole puddles of finite size in the quantum regime as the magnetic field increases. We have also shown that the variation of the Fermi energy, due to the increase of orbital Landau level degeneracy, is directly responsible of a change in the electron and hole ratio. The second part is devoted to the study of graphene nano-ribbons, we explored two different ranges of width. In the broad nano-ribbons of width W larger than 60 nm, the quantification of the resistance is observed, revealing a clear signature of the quantization of the energy spectrum into Landau levels. We show for the first time the effect of valley degeneracy lifting induced by the magnetic confinement of charge carriers at the edges of the armchair nano-ribbons. For narrower nano-ribbons (W <30 nm) in presence of edge defects and charged impurities, the progressive formation of chiral edge states leads to a positive magneto-conductance whatever the carrier density. Finally, the last part of this thesis deals with magneto-transport fingerprints in multi-layer graphene as we observed the quantum Hall effect in tri-layer graphene. A comparative study of the experimental results with numerical simulations was used to determine the rhombohedral stacking of three layers of graphene in the sample