Academic literature on the topic 'Points quantiques – Teneur en carbone'

La Ville de Nice bénéficie de deux ressources en eau d'excellente qualité, la Vésubie et la nappe alluviale du Var, qui se caractérisent par leur très faible teneur en matière organique biodégradable. La Compagnie Générale des Eaux, gestionnaire de son alimentation en eau potable, applique depuis sa mise au point au début du siècle le procédé de désinfection par l'ozone et distribue une eau sans ajouter de chlore.Un diagnostic complet de la qualité microbiologique et sanitaire de ce réseau non chloré et sans Carbone Organique Dissous Biodégradable (CODB) a été entrepris.Le suivi de la qualité de l'eau dans le réseau a consisté en des campagnes de prélèvements à partir de plusieurs points d'observation répartis sur l'ensemble du réseau. Ce suivi a permis de confirmer la bonne qualité de l'eau distribuée et le maintien de cette qualité tout au long de son transport dans les canalisations. Le CODB est absent sur l'ensemble des points confirmant l'absence de relargage et de contamination pendant le transport.La récupération des dépôts présents dans les canalisations n'a pas révélé de colonisation du réseau par des micro-organismes supérieurs. La quantité de biofilm présente sur les parois des canalisations a été évaluée en suivant la colonisation de pastilles de matériau immergées dans les réservoirs.Ce diagnostic complet de l'état microbiologique et sanitaire du réseau de Nice montre que l'absence de chloration n'entraîne pas de dégradation de la qualité bactériologique de l'eau et que c'est essentiellement l'absence de matière organique biodégradable qui limite la croissance bactérienne et qui contribue au maintien de la qualité de l'eau dans le réseau de distribution.

Les écosystèmes marins côtiers sont des milieux de plus en plus affectés par l’activité humaine à cause des rejets urbains et l’utilisation de l’océan comme dépotoir pouvant mener à de hauts niveaux de pollution. L’objectif de cette étude était de déterminer les profils de concentration en éléments traces métalliques (Cd, Cr, Cu, Co, Ni, Pb et Zn) des sédiments dans des zones présumées être contaminées par les rejets des eaux usées à Dakar et d’évaluer leur qualité. Pour ce faire, des échantillons de sédiments ont été prélevés au niveau de cinq points d’évacuation des eaux usées vers la mer à Dakar (Sénégal). Les résultats montrent des caractéristiques géochimiques (granulométrie, alcalinité, teneur en carbone organique et en soufre) comparables. L’évaluation de la qualité des sédiments a été effectuée par le calcul de divers indices. Un enrichissement important des sédiments en cadmium et en plomb a surtout été noté. L’Indice de Pollution Sédimentaire (IPS), qui estime le degré de contamination d’un site en fonction de la toxicité relative de chaque métal considéré, fait état d’une forte pollution, voire même d’une dangerosité des sédiments étudiés. En effet, le cadmium et le plomb, présents en fortes teneurs dans les sites, contribuent respectivement à l’ordre de 94 % et 5 % à la dangerosité potentielle des sédiments (selon le classement de l’indice de pollution sédimentaire) alors que le zinc, le cuivre, le nickel et le chrome, également présents en fortes concentrations, ne représentent que 1 % de la pollution globale. Des corrélations positives élevées et modérées sont observées entre Pb/Cd, Pb/Co, Cr/Cu, Cr/Zn, Cr/Fe, Cr/Mn, Cu/Ni, Cu/Fe, Cu/Mn et Zn/Mn, indiquant leurs sources communes possibles à partir des activités industrielles et/ou urbaines ainsi que des comportements comparables dans le sédiment.

Les taux d’accumulation, la distribution spatiale ainsi que les caractéristiques chimiques des sédiments ont été étudiés dans une installation de lagunage composée d’un bassin anaérobie, un bassin facultatif et deux bassins de maturation pour le traitement des eaux usées en Tunisie. Le taux d’accumulation ainsi que la distribution des boues au sein de chaque bassin ont été déterminés par mesure directe de l’épaisseur des sédiments correspondants sur 90 à 105 points (selon un maillage de 11 mètres). En tenant compte du volume total de boue déterminé sur les quatre bassins, le taux d’accumulation de sédiments est de 0,029 m3•EH‑1•an‑1 correspondant à un taux d’accumulation de 4,14 kg MS•EH‑1•an‑1. La distribution des boues est loin d’être homogène; les épaisseurs de sédiments les plus importantes sont enregistrées aux entrées et sorties des bassins. L’étude de la variabilité horizontale des caractéristiques des sédiments a été réalisée en considérant deux sites (entrée et sortie) du bassin facultatif (BI) au niveau desquels cinq réplicats de carottes ont été prélevés. Par contre, l’étude de la variation verticale a été réalisée sur des carottes de sédiments qui, après prélèvement, ont été sectionnées en tronçons. Des paramètres chimiques tels que : carbone total (CT), azote total (NT), phosphore total (PT), matières sèches (MS) et matières volatiles (MV) ont été mesurés sur ces échantillons. Les résultats obtenus ont montré que la teneur en matières sèches dans la couche la plus profonde est supérieure à celle dans la couche de surface. Par contre, les teneurs en CT, NT, PT, MV diminuent en fonction de la profondeur.

Les points quantiques de carbone (CQD) sont des nanomatériaux fascinants et un catalyseur potentiel pour la réaction de réduction de l’oxygène afin de remplacer les catalyseurs à base de Pt dans de nombreuses applications énergétiques comme les batteries zinc-air et les piles à combustible. Des études détaillées ont été menées avec des CQD contenant différents dopants (B, Si, N, S), explorant plusieurs méthodes de synthèse et des essais électrochimiques. Les CQDs ont été synthétisés à partir de précurseurs non toxiques principalement par voie hydrothermale. Les CQDs dopés B et N ont la meilleure activité électrocatalytique. De plus, des études ont été menées sur des électrodes composites avec des polymères conducteurs d’anions de différentes structures et longueurs de chaîne latérale ; les électrodes avec des ionomères contenant le groupe ionique fonctionnel sur une longue chaîne latérale fournissent des performances proches de la toile Pt/C de référence commerciale
Carbon quantum dots (CQD) are a fascinating nanomaterial and a potential metal-free catalyst for the oxygen reduction reaction to replace the precious Pt-based catalysts in numerous energy applications, such as zinc-air batteries and fuel cells. Detailed performance investigations were conducted with CQD containing different dopants (B, Si, N, S), exploring different synthesis methods and electrochemical tests. The CQD were synthesized from non-toxic precursors mainly through the hydrothermal method. Among the dopants, the B-N co-doped CQD showed the best electrocatalytic activity. Studies were also conducted on composite electrodes with a combination of B-N CQDs and five anion conducting polymers (“ionomers”) with different backbone structures and side chain lengths. The best electrocatalytic activity was observed with ionomers containing the functional ionic group on a long side chain, which provided performances close to commercial benchmark Pt/C cloth

La résistance croissante aux antibiotiques et les limitations dans le développement de nouveaux médicaments nécessitent la recherche de stratégies alternatives afin d’éradiquer les infections bactériennes. Des problèmes semblables apparaissent dans le développement de thérapeutiques antivirales, en raison de l’émergence constante de nouveaux virus et leur capacité à contourner les thérapies par des mutations génétiques. Ce travail de recherche examine la potentielle activité antibactérienne et/ou antivirale de nanostructures à base de carbone telles que les nanoparticules de diamant et les points quantiques carbonés (carbon quantum dots, CQDs), ainsi que l’oxyde de graphène réduit (reduced graphene oxide, rGO) combiné à des cryogels. Les CQDs produits par synthèse hydrothermale à partir de l’acide 4-aminophénylboronique comme précurseur carboné se sont montrés efficace en tant qu’inhibiteurs de l’attachement du coronavirus humain HCoV-229E-Luc aux cellules avec une EC50 de 5,2±0.7 µg mL-1. Les études mécanistiques suggèrent que les CQDs agissent lors des tout premiers stades de l’infection virale ainsi que lors de l’étape de réplication du virus. En parallèle, nous avons tiré parti du caractère multivalent des CQDs et des nanodiamants pour les modifier en y fixant de courts peptides synthétiques antimicrobiens (antimicrobial peptides, AMPs). Ces nanostructures ont été testées contre des bactéries pathogènes à Gram positif Staphylococcus aureus et à Gram négatif Escherichia coli et ont montré une activité antibactérienne plus élevée que celle des AMPs seuls. Dans le cas du rGO combiné à des cryogels chargés en AMPs, l’éradication des bactéries a été réalisée efficacement et à la demande en utilisant une irradiation infrarouge comme activateur externe permettant le relargage des AMPs
Increasing antibiotic resistance and limited development of new drugs necessitate the search for alternative strategies to eradicate bacterial infections. Similar problems are faced in the development of antiviral therapeutics, due to the constant emergence of new viruses and their ability to escape therapy by genetic mutations. This work investigates the potential antibacterial and/or antiviral activity of carbon-based nanostructures such as diamond nanoparticles and carbon quantum dots (CQDs) as well as reduced graphene oxide (rGO) in combination with cryogels. CQDs formed by hydrothermal synthesis from 4-aminophenylboronic acid as the carbon precursor showed to be efficient in the inhibition of the viral attachment of human coronavirus HCoV-229E-Luc to cells with an EC50 of 5.2±0.7 µg mL-1. Mechanistic studies suggest that the CQDs are acting at the early stage of virus infection as well at the viral replication step. In parallel, we took advantage of the multivalent character of CQDs as well as nanodiamonds and modified them with short synthetic antimicrobial peptides (AMPs). Tests of these nanostructures against Gram-positive Staphylococcus aureus and Gram-negative Escherichia coli pathogens showed increased antibacterial activity when compared to AMPs alone. In the case of rGO combined with cryogels loaded with AMPs, bacterial eradication was achieved efficiently and on-demand using near-infrared light as external trigger to release AMPs

La découverte de l'émission de lumière à température ambiante provenant d'impuretés carbonées en 2004 a déclenché des recherches intensives sur les boite quantiques de carbone (CD). Les CD sont considérés comme des alternatives aux nanostructures luminescentes contenant des métaux lourds. Elles peuvent être produites à faible coût, présentent une faible cytotoxicité, une fluorescence excitée à un photon (OPEF) efficace et réglable, une et photorésistance élevée. Néanmoins, leur fluorescence excitée à deux photons (TPEF) et l'absorption à deux photons (TPA), ainsi que les stratégies de modifications chimiques permettant de varier OPEF et TPEF nécessitent une meilleur compréhension.Dans ce travail de these trois nouveaux types de CD sont synthétisées et caractérisées.Une attention particulière est portée à: 1) l'élaboration de nouvelles procédures de synthèse et de purification des CD, 2) la caractérisation structurale des précurseurs moléculaires etdes CD, 3) les études sur les propriétés d'absorption et de fluorescence dans les régimes àun et deux photons, 4) l'évaluation du potentiel d'application des CD dans les essais biochimiques, 5) la compréhension de leurs relations structure-propriété. Le mémoire se compose de quatre sections principales. La première décrit les boites polymériques (PD) dérivés de l’acétone (fractions hydrophiles et hydrophobes), produites (en grande quantité, de l’ordre de gramme) par une nouvelle méthode (une réaction aldolique médiée parune base). Ces PD possèdent une morphologie quasi-sphérique (chaines de polymères enchevêtrées), mais de compositions (le rapport de groupes hydroxyle et carbonyle et des chaînes aliphatiques) différentes. Leur OPEF est de bleu verdâtre et dépend de la longueur d’onde de l'excitation. Nous considérons que l'émission provient de l'ensemble des sous-fluorophores avec un effet de réticulation amélioré. La deuxième section traite spécifiquement les PD hydrophiles, de TPEF vert intense et une forte performance TPA dans la première fenêtre biologique. Ils ne présentent ni photoblanchiment, ni cytotoxicité, ne modifient pas la structure des protéines secondaires, et leurs signaux OPEF et TPEF des PD semblent être améliorés dans l’environnement protéique. Elles peuvent donc être utilisés comme agents sélectifs et efficaces dans le sondage réversible et non destructif des albumines dans des conditions physiologiques simulées. La troisième section décrit de boites de carbone à base d'acide folique (FA CND), synthétisées par traitement hydrothermal de molécules FA. Dopées à l'azote, de structures internes hétérogènes (constituées de domaines de carbone hybridisés sp2 ou sp3), riches en groupes polaires (par exemple carboxyles et hydroxyles), elles présentent en milieu aqueux des OPEF et TPEF de couleur bleu intense; leur spectre TPA couvre la région rouge/NIR. Ces FA CND ont été appliqués à la bioimagerie des figures de la myéline. La quatrième section concerne les CND dérivés du phloroglucinol (PG). Nous avons élaboré des protocoles de synthèse (basés sur des méthodes de décomposition solvothermique et thermique) de trois fractions de PG CND, émettant en bleu, vert et jaune. Les CND PG ont une structure hétérogène (avec des domaines de carbone sp2 et sp3), riche en groupes oxygénés. Leur signaux OPEF et TPEF, monochromatiques et intenses (accordables dans la gamme de couleurs bleu-orange) sont sensibles aux liaisons hydrogène entre les CND et les molécules de solvant. Les CND PG sont aussi des absorbeurs efficaces à deux photons dans la large gamme de longueurs d'onde. Nous avons identifié deux stratégies chimiques pour ajuster la couleur de l'émission de PG CND: i) variantions de la présence des groupes oxygénés avec les domaines π conjugués et ii) modification du réseau de liaisons hydrogène.Nous sommes convaincus que cette recherche doctorale constitue une pièce essentielledu puzzle dans le développement ultérieur des CD en tant qu'émetteurs OPEF et TPEF
The discovery of room-temperature light emission from carbogenic impurities in 2004 triggered intensive research on carbon dots (CDs). CDs are considered innocuous alternatives for heavy metal-containing luminescent nanostructures. They possess low cytotoxicity, efficient (and tuneable) one-photon excited fluorescence (OPEF), high photoresistance, and low-cost production. Nevertheless, their two-photon excited fluorescence (TPEF) and the corresponding two-photon absorption (TPA) must be better characterized. In addition, the chemical tuning strategies for both OPEF and TPEF were not fully understood yet. These aspects limit the application potential of CDs.To pursue the PhD project, three types of novel CDs are considered. We investigate those CDs with particular attention paid to 1) elaboration of new synthesis and purification procedures, 2) structural characterization of molecular precursors and CDs, 3) studies on absorption and fluorescence properties in one- and two-photon regimes, 4) examination of their application potential in biochemical assays, and 5) understanding of their structure-property relations.The PhD work is divided into four main parts.The first section describes acetone-derived polymer dots (PDs) (hydrophilic and hydrophobic fractions). They were produced by a new gram-scale method via base-mediated aldol reaction. All PDs reveal quasi-spherical morphology and polymeric design. However, they differ in the contribution of hydroxyl and carbonyl groups, and aliphatic chains. PDs exhibit greenish-blue OPEF with an excitation-dependent trend. We consider that emission arises from the ensemble of sub-fluorophores with the crosslink-enhanced effect.In the second part, we focus on hydrophilic PDs. They demonstrate an intense green TPEF and a strong TPA performance in the first biological window. They show no cytotoxic effects nor photobleaching. Interactions between serum albumins and PDs are then explored. Both OPEF and TPEF signals of PDs appear to be enhanced in the proteinous environment. Meanwhile, PDs do not change the secondary protein structure. Finally, we confirm that PDs can be used as selective and efficient agents in reversible and non-destructive probing of albumins in simulated physiological conditions.The third section reports on folic acid-based carbon nanodots (FA CNDs). These nanostructures were synthesized through the hydrothermal treatment of FA molecules. Nitrogen-doped FA CNDs possess heterogeneous internal structures, consisting of sp2-/sp3-hybridized carbon domains. They are rich in polar groups (e.g. carboxyls and hydroxyls). FA CNDs exhibit efficient blue OPEF and TPEF in aqueous media; their TPA spectrum covers the red/NIR region. Finally, FA CNDs are applied in the bioimaging of myelin figures in cooperation with other scientists.The fourth section is addressed to phloroglucinol-derived (PG) CNDs. We elaborated protocols to produce three fractions of PG CNDs using solvothermal and thermal decomposition methods. PG CNDs have a heterogeneous design (with sp2- and sp3-carbon domains) which is rich in oxygenous groups. PG CNDs provide monochromatic and intense OPEF and TPEF signals (tuneable in the blue-orange colour range) - responsive to hydrogen bonds between CNDs and solvent molecules. PG CNDs appear to be also effective two-photon absorbers in the wide wavelength range. Finally, we recognize two chemical strategies to tune the emission of PG CNDs: i) the contribution of oxygenous groups with the conjugated π-domains andii) the hydrogen-bond network.We are convinced that this PhD research is an essential piece of the puzzle in the further development of CDs as OPEF and TPEF emitters

La contamination microbienne est un problème très important dans le monde entier qui affecte de nombreux aspects de notre vie quotidienne: soins de santé, systèmes de purification de l'eau, stockage des aliments, etc. Les thérapies antibactériennes traditionnelles deviennent moins efficaces, car une utilisation et une élimination inadéquates des antibiotiques ont déclenché des mutations chez les bactéries qui ont conduit à de nombreuses souches résistantes aux antibiotiques. Par conséquent, il est très important de développer de nouveaux matériaux antibactériens pour combattre de manière efficace les bactéries planctoniques et leurs biofilms. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse était de développer deux nanocomposites différents carbone / polymère (oxyde de graphène réduit / polyéthylénimine et nanostructures de carbone / polyuréthane) originaux qui présentent d'excellentes propriétés antibactériennes à travers deux effets différents : photothermique et photodynamique. Une irradiation électromagnétique a été utilisée (rayonnement laser proche infrarouge ou rayons gamma) dans le but de déclencher l'effet photothermique et d'améliorer l'effet photodynamique des nanocomposites. Dans la première partie expérimentale de cette thèse, une stratégie simple et efficace pour la capture de bactéries et leur éradication par destruction photothermique est présentée. Le dispositif développé consiste en une interface à base de Kapton modifié avec des nano-trous d'or (Au NH), et recouvert d’une couche mince d'oxyde de graphène/ polyéthylèneimine (K / Au NH / rGO-PEI). Le dispositif K / Au NH / rGO- PEI a été efficace pour capturer et éliminer à la fois les bactéries planctoniques à Gram positif Staphylococcus aureus (S. aureus) et à Gram négatif Escherichia coli (E. coli) après 10 min d'irradiation à 980 nm. De plus, le dispositif développé s’est avéré efficace pour détruire et éradiquer des biofilms de Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) après 30 min d'irradiation. Dans la deuxième partie expérimentale de ce travail de thèse, la préparation d'un nanocomposite à base de nanostructures de carbone hydrophobes / polyuréthane (hCQD-PU) avec des propriétés antibactériennes améliorées induites par un prétraitement par irradiation gamma est présentée. Des nanostructures de carbone hydrophobes (hCQD), capables de générer des espèces réactives de l'oxygène (ROS) suite à une irradiation avec une lumière bleue de faible puissance (470 nm), ont été incorporées dans la matrice polymère en polyuréthane (PU) pour former un nanocomposite photoactif. Le nanocomposite ainsi formé a été exposé à différentes doses d'irradiation gamma (1, 10 et 200 kGy) afin de modifier ses propriétés physiques et chimiques et d'améliorer son efficacité antibactérienne. Le prétraitement par irradiation gamma a considérablement amélioré les propriétés antibactériennes du nanocomposite, et le meilleur résultat a été obtenu pour la dose d'irradiation de 200 kGy. Cet échantillon a permis l'élimination totale des bactéries après 15 min d'irradiation par la lumière bleue, pour les souches à Gram positif et à Gram-négatif
Microbial contamination is a very important issue worldwide which affects multiple aspects of our everyday life: health care, water purification systems, food storage, etc. Traditional antibacterial therapies are becoming less efficient, because inadequate use and disposal of antibiotics have triggered mutations in bacteria that have resulted in many antibiotic-resistant strains. Therefore, it is of great importance to develop new antibacterial materials that will effectively combat both planktonic bacteria and their biofilms in an innovative manner. In this context, the goal of this thesis was to develop two different carbon/polymer nanocomposites (reduced graphene oxide/polyethylenimine and carbon quantum dots/polyurethane) which exhibit excellent antibacterial properties through two different effects: photothermal and photodynamic. Electromagnetic irradiation was used (near-infrared laser radiation or gamma rays) in these experiments, for the purpose of triggering the photothermal effect and enhancing the photodynamic effect of the nanocomposites. In the first experimental part of this thesis, a simple and efficient strategy for bacteria capture and their eradication through photothermal killing is presented. The developed device consists of a flexible Kapton interface modified with gold nanoholes (Au NH) substrate, coated with reduced graphene oxide-polyethyleneimine thin films (K/Au NH/rGO-PEI). The K/Au NH/rGO–PEI device was efficient in capturing and eliminating both planktonic Gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) and Gram-negative Escherichia coli (E. coli) bacteria after 10 min of NIR (980 nm) irradiation. Additionally, the developed device could effectively destroy and eradicate Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) biofilms after 30 min of irradiation. In the second experimental part, the preparation of a hydrophobic carbon quantum dots/polyurethane (hCQD-PU) nanocomposite with improved antibacterial properties caused by gamma-irradiation pre-treatment is presented. Hydrophobic quantum dots (hCQDs), which are able to generate reactive oxygen species (ROS) upon irradiation with low power blue light (470 nm), were incorporated in the polyurethane (PU) polymer matrix to form a photoactive nanocomposite. Different doses of gamma irradiation (1, 10 and 200 kGy) were applied to the formed nanocomposite in order to modify its physical and chemical properties and improve its antibacterial efficiency. The pre-treatment by gamma-irradiation significantly improved antibacterial properties of the nanocomposite, and the best result was achieved for the irradiation dose of 200 kGy. In this sample, total bacteria elimination was achieved after 15 min of irradiation by blue light, for Gram-positive and Gram-negative strains

Le but de ce travail est de développer un processus d’élaboration de boîtes quantiques (QD) de silicium-germanium (SiGe) avec des compositions allant du Si au Ge pur, et permettant d’obtenir des QD semi-conductrices et de tailles suffisamment petites pour l’obtention de confinement quantique. Pour cela, nous avons utilisé une combinaison de différentes techniques : l’épitaxie par jets moléculaires, la lithographie ionique par faisceau d’ions focalisés (FIBL) et le démouillage solide hétérogène. Dans ce contexte, la finalité de cette recherche est d’une part de développer un FIB qui puisse être couplé à un bâti d’épitaxie par jets moléculaires sous ultra-vide et d’autre part de valider le FIB avec deux applications : des nanogravures pour l’auto-organisation des QD et des nano-implantations de Si et de Ge pour la création de défauts locaux émetteurs de lumière. Nous avons utilisé la FIBL avec des sources d’ions d’alliage métallique liquide (LMAIS) filtrées en énergie utilisant des ions non polluants (Si et Ge) dans des substrats issus de la microélectronique tels que des substrats de SiGe sur silicium-sur-isolant (SGOI). Les nano-gravures doivent être totalement dénuées de pollution et aux caractéristiques variables et parfaitement contrôlées (taille, densité, profondeur). La morphologie des nano-gravures obtenues est ensuite caractérisée in-situ par microscopie électronique à balayage (SEM), et la profondeur est déterminée par des caractérisations ex-situ par microscopie de force atomique (AFM). Les nano-gravures réalisées par FIBL ont été comparées d’une part aux gravures plasmas avec He et Ne et d’autre part aux gravures obtenues par lithographie électronique (EBL)
The goal of this work is to develop a process for the elaboration of silicon-germanium (SiGe) quantum dots (QDs) with compositions ranging from Si to pure Ge, and allowing to obtain semiconducting QDs with sufficiently small sizes to obtain quantum confinement. For this purpose, we have used a combination of different techniques: molecular beam epitaxy, focused ion beam lithography (FIBL) and heterogeneous solid state dewetting. In this context, the aim of this research is on the one hand to develop a new FIB that can be coupled to the ultra-high vacuum molecular beam epitaxy growth chamber, and on the other hand to realize two applications: (i) nanopatterns for the self-organisation of Si and Ge QDs and (ii) nano-implantations of Si and Ge. We used FIBL with energy-filtered liquid metal alloy ion sources (LMAIS) using non-polluting ions (Si and Ge) for the milling of conventional microelectronic substrates such as SiGe on silicon-on-insulator (SGOI). The nanopatterns must be totally free of pollution and with variable and perfectly controlled characteristics (size, density, depth). The morphology of the nanopatterns is then characterized in-situ by scanning electron microscopy (SEM), and the depth is determined ex-situ by atomic force microscopy (AFM). The nanopatterns made by FIBL were compared on the one hand to plasma etchings with He and Ne and on the other hand to the etchings obtained by electronic lithography (EBL). Nanoimplantations of Si and Ge ions were realised in diamond and in ultra-thin SGOI for the fabrication of local defects

Dans cette thèse, nous étudions des circuits de boîtes quantiques à base de nanotubes de carbone intégrés dans une cavité micro-onde. Cette architecture générale permet de sonder le circuit en utilisant simultanément des mesures de transport et des techniques propre au domaine de l’Electrodynamique quantique sur circuit. Les deux expériences réalisées durant cette thèse exploitent la capacité des métaux de contact à induire des corrélations de spins dans les boites quantiques. La première expérience est l’étude d’une lame s´séparatrice à paires de Cooper, initialement imaginée comme une source d’électrons intriqués. Le couplage du circuit aux photons dans la cavité permet de sonder la dynamique interne du circuit, et a permis d’observer des transitions de charge habillées par le processus de séparation des paires de Cooper. Le couplage fort entre une transition de charge dans un circuit de boîtes quantiques et des photons en cavité, a été observée pour la première fois dans ce circuit. Une nouvelle technique de fabrication a aussi été développé pour intégrer un nanotube de carbone cristallin au sein du circuit de boîtes quantiques. La pureté et l’accordabilité de cette nouvelle génération de circuit a rendu possible la seconde expérience. Cette dernière utilise deux vannes de spins non colinéaire afin de produire une interface cohérente entre le spin d’un électron dans une double boite quantique, et un photon dans une cavité. Des transitions de spins très cohérentes ont été observée, et nous donnons un modèle sur l’origine de la décohérence du spin comprenant le bruit en charge et les fluctuations des spins nucléaires
In this thesis, we study carbon nanotubes based quantum dot circuits embedded in a microwave cavity. This general architecture allows one to simultaneously probe the circuit via quantum transport measurements and using circuit quantum electrodynamics techniques. The two experiments realized in this thesis use metallic contacts of the circuit as a resource to engineer a spin sensitive spectrum in the quantum dots. The first one is a Cooper pair splitter which was originally proposed as a source of non local entangled electrons. By using cavity photons as a probe of the circuit internal dynamics, we observed a charge transition dressed by coherent Cooper pair splitting. Strong charge-photon coupling in a quantum dot circuit was demonstrated for the first time in such a circuit. A new fabrication technique has also been developed to integrate pristine carbon nanotubes inside quantum dot circuits. The purity and tunability of this new generation of devices has made possible the realization of the second experiment. In the latter, we uses two non-collinear spin-valves to create a coherent interface between an electronic spin in a double quantum dot and a photon in a cavity. Highly coherent spin transitions have been observed. We provide a model for the decoherence based on charge noise and nuclear spin fluctuations