Дисертації: "Dépôt laser pulsé (PLD)"

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Nelea, Valentin Dan. "Croissance et caractérisation des couches minces d'hydroxyapatite obtenues par la méthode de dépôt laser pulsé (PLD)." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2002. http://www.theses.fr/2002STR13228.

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Cibert, Christophe. "Films minces d’oxyde et de nitrure d’aluminium pour applications hyperfréquences : synthèse par PLD et PECVD et caractérisations." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/dbf18e1a-69ec-4a00-8cf4-b410ff2772a5/blobholder:0/2007LIMO4015.pdf.

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Анотація:

Ce travail consiste en l’étude de couches minces d’alumine et d’AlN pour leur intégration dans des dispositifs MEMS et FBAR. Les couches d’alumine, déposées à température ambiante et à 800°C, présentent des propriétés intéressantes pour les procédés PLD et PECVD, ouvrant un grand nombre d’applications avec, pour la PECVD, un taux de dépôt plus élevé et une uniformité en épaisseur plus importante, et pour la PLD de meilleures propriétés mécaniques, optiques et diélectriques. Les conditions de dépôt de couches d’AlN hexagonal sur substrats Mo/Si ont été optimisées de façon à obtenir l’orientation (002) à la température de substrat la plus basse possible. Cette orientation est obtenue à une température de 800°C par PECVD et à une température de 200°C par PLD. Le coefficient piézoélectrique d33 des couches déposées par PLD a été mesuré entre 1,3 et 4,2 pm. V-1. La réponse piézoélectrique des couches déposées à température ambiante est due à la présence de nanoparticules d’AlN This work deals with the deposition and the characterization of alumina and AlN thin films for MEMS and FBAR applications. Aluminum oxide films have been deposited by PLD and PECVD at room temperature and 800°C. All the deposited films have very interesting properties opening large application fields with higher deposition rates and thickness uniformity on large dimensions for PECVD and higher mechanical, dielectric and optical properties for PLD. The conditions have been optimized for the deposition on Mo/Si substrates of (002)-oriented AlN films with the lowest substrate temperature. This orientation is obtained at a temperature of 800°C for PECVD and 200°C for PLD. D33 piezoelectric coefficients have been measured for films deposited by PLD with values between 1,3 et 4,2 pm. V-1. The good piezoelectric response of films deposited at room temperature is due to the presence of AlN nanoparticles embedded in amorphous matrix

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Stock, François. "Traitements laser UV de couches de carbone amorphe adamantin (DLC) obtenues par ablation laser pulsée (PLD) : application à la synthèse d'électrodes transparentes." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAD035.

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Анотація:

L'un des grands défis que les technologies d'affichage (LCD, OLeds…), dispositifs optoélectroniques et photovoltaïques devront affronter dans le futur est de trouver une alternative à l'utilisation d’oxydes conducteurs transparents tel l’oxyde d’indium-étain (ITO). Le graphène, un matériau 2D conducteur et transparent à base de carbone apparait comme une alternative attractive à l’ITO. Cependant, son transfert sur grandes surfaces est complexe et délicat à mettre en œuvre. Dans cette étude, une fine couche mince de carbone adamantin (DLC : Diamond-Like Carbon) est déposée par ablation laser pulsée (PLD) sur des substrats transparents et isolants (quartz, verre…). Le DLC présente une bonne transmission dans le domaine visible et constitue un parfait isolant électrique. Il présente cependant un caractère partiellement opaque dans le domaine UV. De ce fait, un traitement laser UV permet une modification des liaisons atomiques des premières couches de sa surface et ainsi la synthèse de « graphène / graphite » sur quelques couches atomiques. Ce procédé novateur et original est basé uniquement sur des technologies lasers et offre l’avantage d’une compatibilité importante avec les procédés de la microélectronique classique One of the biggest challenge that optoelectronic and photovoltaic devices will have to face is the necessity to provide a reliable alternative to transparent conducting oxide (TCO) and especially to Indium Thin Oxide (ITO) widely used in display technologies. This thesis presents an alternative solution based on laser processes and carbon materials only. In a first step, Diamond-Like Carbon (DLC) is grown with a pulsed laser deposition (PLD) process. DLC is an amorphous form of carbon sharing many properties with diamond like very high transparency in the visible range and being a perfect electrical insulator. Therefore, in a second step, DLC thin films are annealed with UV laser. These surface treatments lead to the modification of the first DLC atomic layers. With this step, dominating diamond bindings (sp3) responsible of insulating properties of DLC are broken and atoms will be reorganized in graphitic bindings (sp2) leading to surface conductivity appearance. Within only surface modifications (over a few atomic layers), the interesting property of transparency is conserved with an additional attractive surface conductivity. Obtained performances clearly approach and reach ITO values. This only laser-based process offers very interesting perspectives with keeping an important compatibility with standard microelectronics technical steps

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Kawwam, Mohammad. "Pulsed Laser Deposition and Structural Analysis of Crystalline CuO and GaN Thin Films." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10007.

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Анотація:

Cette thèse présente les résultats expérimentaux relatifs à l'étude des couches de GaN et de CuO déposées par la technique PLD (dépôt par laser à impulsions) sur des substrats de saphir, SrTiO3, quartz et MgO. Nous avons étudié les effets de plusieurs paramètres qui jouent sur la cristallisation et la morphologie des surfaces des films déposés, à savoir, la température du substrat, la pression au fond, la distance entre le substrat et la cible, la densité d'énergie du laser et la position du substrat. Les couches ont été caractérisées par XRD, microscopie à force atomique et Le microscope électronique à balayage, RHEED et RAMAN. Les résultats montrent que la rugosité et la qualité de la surface des films déposés par PLD dépendent de l'énergie cinétique de déposition des espèces chimiques. L'épaisseur du film, la cristallinité, l'homogénéité et la rugosité sont étroitement liés aux conditions de dépôt The thesis presents experimental results related to the Pulsed Laser Deposition (PLD) of GaN and CuO thin films using sapphire, SrTiO3, quartz and MgO substrates. The evolution of crystallization and surface morphology of the as-deposited films were studied to investigate the influence of the process conditions such as: substrate heating, background pressure, target-substrate distance, laser energy density, and substrate location, which were systematically varied. The as-deposited films were characterized by X-ray diffraction, atomic force microscopy and scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, RHEED and RAMAN techniques. The results convincingly demonstrate that the enhancement in film growth quality - the reduction in roughness and the delay of epitaxial breakdown - is related to the control of PLD species kinetics. The films thickness, crystallinity, homogeneity and surface roughness are strongly dependent on deposition conditions

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Abdellaoui, Nora. "Croissance, structuration et analyse de films synthétisés par PLD couplant des ions terres rares luminescents et des nanostuctures métalliques (Al, Ag) en vue d’application à la conversion spectrale UV-Visible." Thesis, Lyon 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LYO10193/document.

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Les films minces luminescents dopés terres rares offrent des propriétés intéressantes pour la conversion spectrale UV-bleu, en particulier pour une meilleure adaptation du spectre solaire aux cellules solaires en silicium. Deux matériaux luminophores ont été étudiés dans cette thèse : Y2O3 dope Eu3+ et CaYAlO4 codopé Ce3+, Pr3+. L'utilisation de ces luminophores pour les applications sous forme de films minces est limitée car ils possèdent un faible coefficient d'absorption. Deux pistes ont été examinées pendant cette thèse pour pallier ce problème : (i) l'effet plasmonique a été étudié en réalisant des films avec une architecture multicouche couplant les films luminophores et des nanostructures métalliques d'aluminium et d'argent qui possèdent une résonnance plasmon dans la gamme UV et bleu respectivement ; (ii) l'effet photonique a été évalué en réalisant une structuration du film luminophore via une croissance sur des membranes macro-poreuses. La méthode de synthèse choisie est le dépôt par ablation laser pulsé Rare earth luminescent thin film offers attractive properties for down shifting application, particularly for a better adaptation of the solar spectrum to silicon solar cells. In this thesis, we studied two phosphor materials : Y2O3 doped Eu3+ and CaYAlO4 codoped Ce3+, Pr3+. One issue identified for the use of these phosphors as thin films is their low absorption coefficient. We examined two tracks during this thesis to meet these needs : (i) the plasmonic effect was studied by making films with a multilayer architecture coupling the phosphor films and aluminium or silver metallic nanostructures which have a plasmon resonance in the UV range and blue respectively ; (ii) the photonic effect was evaluated by structuring the phosphor layer by self-organization growth on macroporous membranes. We did the syntheses by pulsed laser deposition

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Zaabi, Rafika. "Films minces intelligents à propriétés commandables pour des applications électriques et optiques avancées : dopage du dioxyde de vanadium." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0119/document.

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Анотація:

Cette thèse concerne l’étude de l’effet du dopage au chrome sur les propriétés structurales, électriques et optiques des films de dioxyde de vanadium. Ces films V(1-x)CrxO2 (x allant de 0 à 25%) de 110 nm d’épaisseur ont été déposés par dépôt par ablation laser (PLD) multicibles sur substrat saphir c. Ils ont été caractérisés grâce à des techniques d’analyse morphologique, structurale, électrique et optique. Les différentes phases présentes dans les films V(1-x)CrxO2 ont été identifiées par DRX, spectroscopie Raman et comparées au diagramme de phase du matériau massif. Les phases M1, M2 et M3, un mélange M2 + M3 et la phase R ont été identifiées. En revanche la phase M4 n’a pas été détectée pour des dopages supérieurs à 8%, montrant une réelle différence entre diagrammes de phase du matériau massif et des films. Le dopage au chrome a permis d’augmenter la température de transition isolant-métal de 68 à 102°C. En revanche, la dynamique de cette transition, déterminée par mesure de transmission optique ou par mesure de résistivité électrique, est souvent diminuée. Enfin, des dispositifs à deux terminaux à base de films V(1-x)CrxO2 ont été réalisés. Leurs caractérisations courant-tension montrent que le dopage au chrome influence fortement le seuil d’activation de la transition entre les états isolant et métallique This thesis presents a study of the effect of chromium doping on structural, electrical and optical properties of thin films of vanadium dioxide. These V(1-x)CrxO2 thin films (x from 0 to 25%) of 110 nm thick have been deposited on c sapphire substrate by multi target Pulsed Laser Deposition method. Their morphological, structural, electrical and optical properties have been studied. Different phases for V(1-x)CrxO2 have been identified by XRD and Raman analysis and compared to those of bulk material. M1, M2, M3, a mixture M2 + M3 and R phases are present. The M4 phase has not been detected for doping above 8%, showing a real difference between phase diagram of bulk and thin films. Chromium doping also increases the metal-insulator transition temperature from 68°C to 102°C. Moreover, the transition dynamics, determined using optical transmission and electrical resistivity measurements, decreases. Finally, two terminal switches based on V(1-x)CrxO2 thin films have been fabricated. Their current-voltage characterization showed that chromium doping affects the activation threshold voltage of the metal to insulator transition

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Bodeux, Romain. "Rôle des interfaces sur les propriétés diélectriques de condensateurs à base de CCTO déposé par PLD." Thesis, Tours, 2009. http://www.theses.fr/2009TOUR4041/document.

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Waroquet, Anne. "Couches-minces dans le système K-Nb-O : croissance épitaxiale et nanostructuration par PLD de phases pérovskite, TTB et lamellaires." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S143/document.

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Анотація:

L'objectif de ce travail était l'élaboration par ablation laser pulsé (PLD) et la caractérisation de couches minces d'oxydes dans le système K-Nb-O, et plus précisément d'une phase de structure bronze de tungstène quadratique (TTB) sous forme de nanorods, potentiellement intéressante dans le contexte de la recherche de nouveaux piézoélectriques sans plomb. Malgré une forte compétition de croissance entre les différentes phases, l'étude approfondie des conditions de dépôt a montré la possibilité d'obtenir les phases KNb3O8, K4Nb6O17, K6Nb10,88O30 (TTB) et KNbO3, en films minces après une phase d’optimisation essentielle. Nous avons déterminé l'influence des conditions de dépôt sur la formation et la nanostructuration de ces composés en couches minces. En particulier, il a été démontré que la température et la composition de la cible PLD avaient une forte influence sur la croissance de la phase de structure TTB. Une étude plus approfondie de ces phases a révélé que toutes avaient une morphologie spécifique liée à leur structure anisotrope, que nous avons pu contrôler par la croissance épitaxiale sur les substrats SrTiO3 orienté (100) et (110). L'existence d'une activité piézoélectrique dans des couches minces de la phase TTB, mise en évidence par PFM, lui confère un intérêt certain. Cette phase TTB a également été obtenue dans le système Na-K-Nb-O, très connu pour ses propriétés piézoélectriques et ferroélectriques, ouvrant la voie sur de nouvelles recherches The purpose of this work was the elaboration by pulsed laser deposition (PLD) and the characterization of thin films of oxides in the K-Nb-O system, and more precisely that of a tetragonal tungsten bronze phase (TTB) as nanorods, of potential interest as a new lead free piezoelectric. In spite of a strong growth competition between the different phases, the detailed study of the deposition conditions showed that it is possible to obtain KNb3O8, K4Nb6O17, K6Nb10,88O30 (TTB ) and KNbO3 in thin films form after an important optimization step. We have determined the influence of these deposition conditions on the formation and the nanostructuration of these compounds as thin films. In particular, it was shown that the temperature and the PLD target’s composition has a strong influence on the growth of the TTB structure. A further study of these phases revealed that all have a specific morphology related to their anisotropic structure, that we have controlled by the epitaxial growth on the (100) and (110) SrTiO3 substrates. The existence of a piezoelectric activity in the TTB thin films, evidenced by PFM, gives a great interest to this phase. This TTB phase was also obtained in the Na-K-Nb-O system, well known for its piezoelectric and ferroelectric properties, opening the way to new research

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Yildirim, Ceren. "Using a perovskite oxide as interfacial layer for halide perovskite optoelectronics." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2024. http://www.theses.fr/2024LIMO0001.

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Les cellules photovoltaïques et les diodes électroluminescentes pérovskites requièrent des couches d'injection/extraction de charges, qui sont cruciales pour plusieurs processus importants régissant les performances et la durée de vie. Bien que des études intensives aient été consacrées au développement de couches interfaciales innovantes de type p, des matériaux présentant des propriétés hautement ajustables et une stabilité photochimique élevée restent très recherchés. Cette thèse explore l’utilisation d’oxydes pérovskites comme couches d’interface pour des applications optoélectroniques en raison de leurs propriétés ajustables et de leur stabilité en conditions ambiantes. Des couches minces d’oxydes de pérovskites de type SrTi0.7Fe0.3O3-δ (STFO) sont utilisées comme couches d'extraction ou d'injection de charge pour les cellules solaires et les diodes électroluminescentes à base de pérovskites halogénées. En utilisant la technique de dépôt par laser pulsé (PLD), des couches minces STFO hautement cristallines ont été déposées sur des substrats en verre/FTO à des températures relativement modérées (<400 °C) par rapport aux techniques de dépôt traditionnelles. Des post-traitements thermiques, soit par traitement thermique rapide (RTP), soit par recuit thermique conventionnel (TA), ont été utilisés dans le but d’améliorer la plus grand cristalline des films polycristallins et pour ajuster leurs propriétés optiques et électroniques. Lorsqu'ils sont déposés sur la pérovskite d’oxyde, les couches d'halogénure de pérovskite de type FA0.85Cs0.15Pb(I0.85Br0.15)3 (adaptées à la conversion d'énergie photovoltaïque PV) présentent des tailles de grains plus grandes et un meilleur ordre cristallin par rapport à des films similaires déposés sur une couche interfaciale de type p de référence telle que le PEDOT:PSS commercial. De plus, la présence de l'oxyde a entraîné une nette réduction de la phase de pérovskite halogénée optiquement inactive, illustrant l’impact positif de la couche d’oxyde pérovskite sous-jacente. Les couche de STFO recuites (RTP et le TA) induisent par ailleurs une plus grande durée de vie de l’exciton dans la couche active par rapport au PEDOT :PSS. De façon similaire, la cristallisation d’une pérovskite halogénée quasi-2D de type (PEA)2(MA)PbBr4 (adaptée à la fabrication de LED) sur des couches de STFO a été réalisée avec succès, conduisant à des propriétés similaires que pour des couches références déposées sur du PEDOT:PSS. Dans ce cas, la pérovskite quasi-2D déposée sur STFO a montré une durée de vie de l’exciton relativement longue. Bien que l'intégration de couches minces de STFO dans les deux types de dispositifs ait donné lieu à des performances limitées, ce travail démontre le fort potentiel de la classe des oxydes de pérovskites pour la création de dispositifs tout-pérovskite efficaces et stables Halide organic-inorganic photovoltaics and light-emitting diodes require suitable charge injection/extraction layers, which are crucial for several important processes governing performance and lifetime. While intensive research has been devoted to developing innovative p-type interfacial layers, materials with highly tunable properties and high photochemical stability remain in demand. This thesis explores oxide perovskites as interlayers for optoelectronic applications due to their stable physical properties under ambient conditions. SrTi0.7Fe0.3O3-δ (STFO) oxide perovskite thin film is utilized as charge extraction/injection layers for planar halide perovskite solar cells and light-emitting diodes. Using pulsed laser deposition (PLD), highly crystalline STFO thin layers on glass/FTO substrates have been successfully processed at relatively moderate temperatures (<400 °C) as compared to traditional deposition techniques. Additional thermal treatments, either by rapid thermal processing (RTP) or conventional thermal annealing, have been applied to the oxide thin films to further improve the larger crystal of the polycrystalline layers, and to tune their optical and electronic properties. When deposited on top of the oxide perovskite, FA0.85Cs0.15Pb(I0.85Br0.15)3 halide perovskite layer (suitable for photovoltaic PV energy conversion) show larger grain sizes and better crystalline order than compared to similar films deposited on top of reference p-type interlayer such as commercial PEDOT:PSS. Furthermore, the presence of the oxide resulted in a clear reduction of the fraction of optically inactive halide perovskite phase. This observation suggests that the perovskite interlayer positively impacts the growth mechanism of the halide perovskite active layer. Finally, annealed STFO layers induce longer exciton lifetime in the halide perovskite active layer, compared PEDOT:PSS. Similarly, the crystallization of the (PEA)2(MA)PbBr4 quasi-2D perovskite (suitable for light-emitting LED applications) on STFO layers was found to be of high quality, leading to comparable properties of layers deposited on top of classical PEDOT:PSS. Moreover, quasi-2D perovskite on STFO showed quite a long exciton lifetime. Although STFO thin films integrated into both halide perovskite PV and LED devices have conducted to limited performance, this work demonstrates the high potential of oxide perovskites towards efficient and stable all-perovskite devices

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Cheikh, Aimane. "Etudes des hétérostructures à bases d'oxydes complexes pour de potentielles utilisations en cellules solaires." Thesis, Normandie, 2020. http://www.theses.fr/2020NORMC208.

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Grace à leurs propriétés fonctionnelles prometteuses, l’étude des oxydes ternaires à base de vanadium déposés sous forme de couche mince ont suscité beaucoup d’intérêt et ont fait l’objet d’une activité intense en recherche dans le domaine optoélectronique et photovoltaïque.Durant ce travail de thèse, on a étudié dans un premier temps la possibilité d’utiliser les métaux fortement corrélés tel que SrVO3 comme étant un oxyde transparent et conducteur (TCO). Pour cela, on a étudié l’évolution des propriétés optoélectroniques en fonction des conditions de croissance du SrVO3 déposé sous forme de couche mince. Dans un deuxième temps, notre étude s’est focalisée sur la réalisation d’une ingénierie de cellule solaire basée sur les hétérostructures tout oxyde de différentes bandes interdites. Pour cela, par un choix judicieux de la largeur de bande interdite de certaines pérovskites, nous avons synthétisé le LaVO3, dont l’absorption est optimale dans le spectre solaire, sur un substrat SrTiO3 sous différentes conditions de croissance. Du point de vue optique, l’étude des hétérostructures LaVO3/SrTiO3 déposé à basse pression d’oxygène a mis en évidence que le film LaVO3 possède une bande interdite de 1.18 eV se situant dans la plage optimale pour le photovoltaïque. Du point de vue électrique, l’interface polaire LaVO3/ SrTiO3 génère une couche d’interface conductrice qui servira de contact électrique pour les cellules solaires. Un autre intérêt du LaVO3 est sa structure cristalline commune à un grand nombre d’oxydes possédant des différentes valeurs des bandes interdites. Pour réaliser notre système, nous avons choisi en particulier la pérovskite LaFeO3 ayant une bande interdite de 2.2 eV, supérieure à celle du LaVO3 afin d’améliorer l’absorption optique à haute énergie. Une fois les propriétés optoélectroniques ont été établies, nous avons synthétisé l’empilement LFO/LVO sur un substrat SrTiO3 à basse pression d’oxygène. L’évolution des propriétés de notre système en fonction de l’épaisseur de LaFeO3 déposé est également étudié, mais jusqu’à présent aucune propriété de photoconductivité n’a été obtenue Due to their promising functional properties, ternary oxide thin films based on Vanadium have gained much research interest in photovoltaic technologies.During this work, we first studied the possibility to use the strongly correlated metal SrVO3 as a transparent conducting oxide (TCO). For this reason, we have studied the optoelectronic properties of SrVO3 under different growth conditions. Second, our study was focused on making band gap-graded design solar cells based on oxide heterostructures. LaVO3 is particularly interesting due to its optical band gap localized in the optimal range for harvesting solar light. Accordingly, the LaVO3 was synthetized on SrTiO3 substrate under different growth conditions. Optical measurements reveal that LaVO3/SrTiO3 heterostructure grown at low oxygen pressure possess a band gap of 1.18 eV in the ideal energy range for photovoltaic. Electrical properties show that the interface LaVO3/ SrTiO3 is conducting, serving as an electrical contact for solar cells. Another interest of LaVO3 is its crystalline structure offering the possibility to combine it with other structurally compatible transition metal oxides with larger band gap such as LaFeO3 (2.2 eV) in order to enhance the optical absorption at high energy. Once the optoelectronic properties have been established, the LFO/LVO heterostructure was synthetized on SrTiO3 substrate at low oxygen pressure. The physical properties of our system have been also investigated for different LaFeO3 thickness but, to date, no photoconductivity was obtained

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Prunier, Hélène. "Synthèse et étude des propriétés structurales thermodynamiques et catalytiques de nanoparticules bimétalliques Au-Cu par microscopie électronique en transmission corrigée d'abérrations." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC122/document.

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L’émergence de nouveaux matériaux structurés à l’échelle nanométrique, aux propriétés contrôlées, a ouvert de nouvelles perspectives vis-à-vis des matériaux qui nous entourent. C’est notamment le cas des métaux et de leurs alliages et il est crucial d’établir le lien entre leurs propriétés structurales et leurs propriétés chimique et physique pour en permettre une utilisation optimale. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte et porte sur la synthèse et la caractérisation en microscopie électronique en transmission de nanoparticules d’alliage bimétallique Au-Cu. En s’appuyant sur le diagramme de phase décrit à l’échelle macroscopique, nous nous sommes particulièrement intéressés aux nanoparticules de compositions nominales Au3Cu, AuCu et AuCu3. Le premier axe de ce travail consiste en l’élaboration de nanoparticules d’alliage Au-Cu. Deux voies de synthèse sont explorées : la voie chimique reposant sur le procédé polyol et la voie physique par ablation par laser pulsé. Le premier mode d’élaboration permet l’obtention de nanoparticules parfaitement cubiques dont la composition est systématiquement riche en Au. Les nanoparticules produites par voie physique présentent en revanche une composition maitrisée et modifiable. D’un point de vue structural, un recuit de ces dernières particules mène à leur mise en ordre chimique et à l’observation de structures L10 et L12. Cependant, nous montrons que cette transition de phase est bloquée dans les nanostructures présentant des défauts structuraux. Enfin, l’évolution du paramètre de maille des nanoparticules synthétisées selon ces deux voies de synthèse, en fonction de leur composition, a été établie et suit exactement la loi de Vegard décrite pour le matériau massif.Dans un second temps, nous avons observé des nanoparticules obtenues par voie physique en microscopie électronique en transmission environnementale, c’est-à-dire dans des conditions proches des environnements d’utilisation habituellement appliqués en catalyse. Les expériences menées en température révèlent que le mécanisme de dissolution de nanoparticules d’Au et d’alliage Au-Cu portées à haute température se fait en deux étapes : il y a fusion des nanoparticules suivi de leur évaporation pour des tailles de nanoparticules centrées autour de 10 nm. Les expériences réalisées en couplant le chauffage des nanoparticules au passage d’un gaz (H2 ou O2), en flux et dans des conditions de pression bien supérieures à celles accessibles jusqu’à maintenant, ont permis d’étudier leur comportement thermodynamique en condition oxydantes et réductrices. Nous avons notamment montré que des cycles d’oxydo-réduction de nanoparticules de taille moyenne supérieure à 20 nm conduisent à un effet Kirkendall menant, de manière réversible, à la formation de nanoparticules creuses (doughnut). Cette thèse interdisciplinaire constitue travail pionnier dans la compréhension du système d’alliage bimétallique Au-Cu à l’échelle nanoscopique The emergence of new materials, structured at the nanoscale, with controlled properties, has opened new prospects regarding materials around us. In particular for metals and alloys, it seems crucial to connect their structural properties to their chemical and physical properties in order to optimise their use.Within this context, this thesis is focused on the synthesis and the characterisation of Au-Cu bimetallic alloy nanoparticles by transmission electron microscopy. On the basis of the bulk phase diagram, we especially studied particles with nominal compositions Au3Cu, AuCu et AuCu3.The first part of this work is dedicated to the synthesis of nanoparticles in two different ways. The chemical way is based on the polyol process and leads to nanoparticles exhibiting a cubic shape, and a systematically rich Au content. On the other hand, nanoparticles obtained by Pulsed Laser Deposition (PLD), a physical method of synthesis, display a well-controlled and tuneable composition. From a structural point of view, the annealing of the particles leads to chemical order and the stabilisation of L10 and L12 structures. However, we reveal that this phase transition is blocked in nanostructures with crystal defects. Moreover, we establish the evolution of the lattice parameter of the particles as a function of the composition and we demonstrate that, as in the bulk case, it is in agreement with Vegard’s law.In the second part, the nanoparticles synthesised via the physical method are studied using environmental transmission electron microscopy, i.e. in conditions close to those usually applied in catalytic reactors. Experiments performed at high temperature highlight that the dissolution of Au and Au-Cu nanoparticles occurs in a two-step process: fusion occurs first and is followed by evaporation for nanoparticles with a mean diameter of 10 nm.Coupling heating with gas flow (H2 or O2) in higher pressure condition than those usually reached allows us to study the thermodynamic behaviour of the nanoparticles in oxidative or reductive conditions. Most Notably, we show that oxidation-reduction cycles performed on nanoparticles with a diameter larger than 20 nm leads to a Kirkendall effect and the reversible formation of hollow particles (doughnuts).This cross-disciplinary thesis is a pioneering work towards understanding the bimetallic Au-Cu alloy system at atomic scale

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Benzerga, Ratiba. "Optimisation de la croissance de couches minces de composés par ablation laser." Orléans, 2005. http://www.theses.fr/2005ORLE2065.

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Ce travail est consacré à l'optimisation de la croissance de couches minces par ablation laser afin d'éviter le dépôt de gouttelettes sur les films, inconvénient majeur de cette technique. Deux approches ont été envisagées, la première consiste dans l'utilisation d'impulsion laser de très courte durée (100 fs) afin d'éviter la formation du bain fondu à la surface des cibles et la seconde approche, la double ablation laser (ns), permet d'éviter "mécaniquement" le dépôt des gouttelettes émises par les cibles. L'étude a montré que l'éjection des gouttelettes peut se produire lors de l'ablation fs, et que les films ainsi déposés sont formés d'empilement de nanoparticules. La fluence laser et la taille de l'impact laser sur la cible apparaissent comme paramètres clés pour le contrôle de l'éjection des gouttelettes et/ou des nanoparticules. Une étude détaillée du plasma d'ablation et des films formés en fonction de ces deux paramètres a permis de mettre en place des hypothèses sur le mécanisme de formation des nanoparticules. La seconde approche a montré une forte diminution de la densité des gouttelettes. Des films d'AlN et de CuxOy avec une bonne qualité de surface, qualité cristalline et de bonne composition ont été obtenus. Aussi des films de TiC déposés à partir de l'ablation de deux cibles différentes (Ti et C) montrent la possibilité de mélange de deux plasmas différents grâce à cette technique.

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Allain, Mickael. "Croissance et études de films minces et d'hétérostructures d'oxydes pérovskites réalisés par dépôt laser pulsé." Thesis, Versailles-St Quentin en Yvelines, 2014. http://www.theses.fr/2014VERS0053/document.

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Ce travail de thèse porte sur la croissance par dépôt laser pulsé (PLD) et l’étude des propriétés dedifférents systèmes d’oxydes pérovskites. Ainsi, les hétérostructures LaAlO3/SrTiO3, SrVO3/SrTiO3,LaAlO3/SrVO3 ont fait l’objet de travaux de recherche. Ces études ont été menées afin d’analyser lespropriétés des interfaces de ces différents systèmes composés, notamment, de titane et devanadium, deux métaux de transition et ainsi d’étudier et de comparer les effets de l’orbitale 3d enpassant d’une configuration 3d0, pour Ti, à 3d1, pour V.Dans une première partie, les travaux réalisés sur le système LaAlO3/SrTiO3 sont présentés. Lacroissance des échantillons, les caractérisations structurales, de transport et de magnétisme sontdétaillées. A partir cette étude, des résultats majeurs ont été obtenus, concernant l’effet desconditions de croissance par PLD sur la stoechiométrie des films minces et les conséquences sur lespropriétés électroniques de l’interface, avec la mise en évidence de différentes phases électroniques.Dans une seconde partie, la croissance de films minces et ultraminces de SrVO3 par PLD et la mise enévidence expérimentale de la Transition Métal-Isolant (TMI) sont développées. Les mesures despropriétés structurales et de transport ont permis de déterminer l’origine de cette TMI. Enfin, lesmécanismes physiques de conduction dans ce système sont révélés à partir de modélisations.Enfin, la dernière partie est consacrée aux travaux réalisés sur les hétérostructures LaAlO3/SrVO3réalisées sur substrats de SrTiO3 et de LaAlO3. Pour ces systèmes, les caractérisations de transportainsi que les analyses chimiques menées dans le but d’étudier les propriétés des interfaces de cessystèmes et de les comparer avec le système LaAlO3/SrTiO3. Différents mécanismes de conductionont ainsi été mis en évidence, corrélés par une analyse chimique, pour les échantillons réalisés surSrTiO3, démontrant l’effet de la couche de LaAlO3 This thesis work has been led to study the growth by Pulsed Laser Deposition (PLD) and theproperties of different perovskite oxide systems including heterostructures of LaAlO3/SrTiO3,SrVO3/SrTiO3 and LaAlO3/SrVO3. This work is motivated by the need to measure and analyze theinterface properties in these systems which are composed with transition metal elements titaniumand vanadium but with different electronic configuration, 3d0 for Ti and 3d1 for V that can modify theproperties.In a first part, growth and characterizations – structural, transport and magnetism – is presented.Major results are obtained and demonstrate the effect of growth conditions – oxygen pressure andlaser fluence – on LaAlO3 thin films stoichiometry and interface electronic properties finally provingthe existence of an electronic phase transition.In the second part, growth of thin and ultrathin SrVO3 films is detailed and an experimentalobservation of the Metal-Insulator Transition (MIT) is brought out. The origin of this MIT isdemonstrated by structural and Transport properties investigation. Furthermore, physicalmechanisms of conduction in this system are revealed through modelisation work.Finally, the last part is devoted to the work done on LaAlO3/SrVO3 heterostructures grown on SrTiO3and LaAlO3 substrates. Transport characterizations and chemical analysis realized in order to studythe interface properties and to compare with LaAlO3/SrTiO3. Different conduction mechanisms havebeen brought out which are correlated by chemical analysis – for samples grown on SrTiO3 – anddemonstrate the effect of LaAlO3 thin films in this hétérostructure

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Bonilla, Francisco Javier. "Nanofils ferromagnétiques auto-assemblés de Co, Ni et d’alliages CoNi : croissance, structure et propriétés magnétiques." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066244.

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Cette thèse est consacrée à l’étude de nanofils de Co, Ni et d’alliages CoNi auto-assemblés dans une matrice de CeO2/SrTiO3(001). La croissance de ces systèmes est effectuée par ablation laser pulsé. Les nanofils obtenus ont un diamètre compris dans la gamme 1. 5 - 7 nm, en fonction des conditions de croissance. Pour chaque type de nanofils (Co, Ni et alliages CoNi), la composition, la morphologie, la structure cristalline et les propriétés magnétiques ont été étudiées en utilisant une combinaison de techniques (spectroscopie d’absorption X, microscopie électronique en transmission, diffraction des rayons X, magnétométrie). Les nanofils de cobalt sont texturés et anisotropes avec une direction de facile aimantation le long de l’axe. Une corrélation est établie entre la structure des fils et leurs propriétés magnétiques. Elle est étayée par un modèle micro-magnétique de renversement de l’aimantation. Les nanofils de nickel sont monocristallins et épitaxiés dans la matrice. Leur comportement magnétique est très faiblement anisotrope contrairement au Co. Les études structurales révèlent une déformation axiale qui induit une anisotropie magnéto-élastique. Cette contribution magnétoélastique compense l’anisotropie de forme des fils, ce qui est reproduit qualitativement par des simulations micro-magnétiques. Des pistes sont proposées pour éviter cet effet et augmenter l’anisotropie magnétique. Les nanofils d’alliages sont mono-cristallins, épitaxiés et anisotropes magnétiquement. L’anisotropie totale du système peut être contrôlée par la fraction de cobalt dans l’alliage. Finalement, des perspectives ouvertes par ces travaux sont ébauchées This thesis reports on the study of self-assembled ferromagnetic nanowires of Co, Ni and CoNi alloys embedded in a CeO2/SrTiO3(001) matrix. These systems are grown by pulsed laser deposition. The nanowires have diameters in a 1. 5 -7 nm range, depending on the growth conditions, and densities above 1 Tb/inch2. For each type of nanowires (NWs) assembly (Co, Ni, CoNi alloys), the composition, morphology, crystalline structure and magnetic properties were studied using a combination of techniques (X-ray absorption spectroscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, magnetometry). Co-NWs are textured and anisotropic, with an easy axis along the wire axis. The correlation between the magnetic response and the structure is evidenced and corroborated by means of a model for the mechanism of magnetization reversal. Ni-NWs are monocrystalline and epitaxied with the surrounding matrix. Contrary to Co-NWs, the Ni-NWs are not anisotropic. Structural studies reveal an axial deformation of the Ni lattice. This introduces a magnetoelastic anisotropy term competing with the wires shape anisotropy. The compensation of the different anisotropies in the Ni-NWs is further supported by of micromagnetic simulations. Based on these results, some alternatives to tune the magnetic anisotropy in Ni-NWs are presented. CoxNi1-x alloy NWs, obtained from a combinatorial growth method, are monocrystalline, epitaxied and anisotropic. It is shown that the total magnetic anisotropy of the system can be tuned by controlling the Co content in alloy NWs. Finally, perspectives issued from this work are sketched

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Autier-Laurent, Sandrine. "Films minces d'oxydes préparés par ablation laser pulsé : répliques du matériau massif ?" Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2041.

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L'objectif de cette thèse est d'utiliser la technique de l'ablation laser pulsé pour faire croître des matériaux différents et de comparer les propriétés des films par rapport à celles du matériau massif correspondant. Des films minces des composés CaCu3Ti4O12 (diélectrique) et CaCu2Mn5O12 (ferromagnétique) ont été réalisés. La croissance de ces composés de structure similaire a montré l'importance de la compatibilité chimique entre le film et le substrat dans la réalisation de films minces. Les propriétés des films sont soit semblables (CaCu3Ti4O12) soit légèrement différentes (CaCu2Mn5O12) de celles du matériau massif même si la structure est conservée. V2O3 est le troisième matériau étudié. Ce composé présente à l'état massif une transition métal/isolant (structurale et magnétique) autour de 150 K. La croissance de films minces de V2O3 a montré que, même si le groupe d'espace est conservé, la structure à température ambiante est déformée par rapport à celle du matériau massif. Les films réalisés possèdent des propriétés proches du matériau massif pour des températures supérieures à 150 K. Quand la structure est compressée selon l'axe c la transition métal/isolant est observée autour de 150 K par contre, lorsque la structure est fortement étirée selon l'axe c les films sont métalliques même à basse température. Lorsque la structure d'un matériau est conservée à l'état de film mince, les propriétés physiques des films s'apparentent à celles du matériau massif. Par contre, une déformation importante de la maille par rapport au matériau massif ainsi que le blocage d'une transition structurale par le substrat impliquent un changement des propriétés physiques du matériau.

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Bercot, Patrice. "Etude des revêtements d'or obtenus par courants pulsés : corrélation entre plage faradique et certaines caractéristiques de tels revêtements." Université de Franche-Comté. UFR des sciences et techniques, 1988. http://www.theses.fr/1988BESA2005.

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Corrélation entre la forme des transitoires potentiels-temps relatives a des impulsions de courant et les caractéristiques des dépôts d'or obtenus par électrolyse a partir de solutions d'or cyanurées. Élaboration d'un modèle mathématique des courbes réponses potentiels-temps et vérification expérimentale sur différents bains

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Esmiller, Bruno. "Caractérisation par spectroscopie d'émission de plasmas induits par laser verre-néodyme déclenché sur matériaux solides." Aix-Marseille 2, 1993. http://www.theses.fr/1993AIX22080.

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L'etude realisee dans le cadre de cette these concerne la caracterisation par spectroscopie d'emission d'un plasma induit par un laser verre-neodyme declenche sur des materiaux solides (aluminium, graphite 5890, carbure de silicium) sous atmosphere rarefiee (10#-#4pa) et pour des densites de puissance comprises entre 10#8 et 10#1#0w/cm#2. Elle a pu etre realisee grace a la mise au point d'un banc de spectroscopie comprenant un systeme optique de collection de lumiere (telescope type cassegrain), un monochromateur a tres haute resolution couple a un systeme d'analyse optique multicanaux et deux monochromateurs associes a des photomultiplicateurs. La mesure de la densite electronique a ete deduite a partir de l'elargissement des raies par effet stark. Les temperatures electroniques ont ete determinees a l'aide d'un diagramme de boltzmann ou en effectuant des rapports d'intensite de raies, ceci en supposant le plasma en equilibre thermodynamique local. Enfin la vitesse des particules ejectees a ete evaluee a l'aide du temps de vol des especes considerees. Les evolutions temporelles, spatiales et en fonction de la densite de puissance laser incidente de ces parametres sont exposees dans la these. Ces travaux ont permis de verifier partiellement la validite des hypotheses de base du code de simulation numerique milc (modelisation de l'interaction laser-cible) developpe par aerospatiale et concu pour simuler les effets des lasers impulsionnels sur des materiaux solides

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Coulon, Jérôme. "Films manganites orientés présentant une transition métal-isolant : dépôt par ablation laser, intégration sur silicium." Tours, 2003. http://www.theses.fr/2003TOUR4028.

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Les oxydes de structure pérovskite à base de manganèse présentent en fonction des substitutions une forte incidence sur les propriétés électriques qui laisse entrevoir des applications comme un limiteur de courant et de tension. La technique retenue pour déposer le matériau oxyde en préservant sa cristallinité est l'ablation laser. La composition utilisée La0. 8Sr0. 2MnO3 ne se dépose pas de façon orientée sur un substrat silicium. Une partie de cette étude porte donc sur une interface d'épitaxie. Une méthode de synthèse de poudres fines de manganites et leur frittage, ont été expérimentés. Les résultats en terme de conductivité obtenus sur le nickelate massif ne sont retrouvés dans le film que si les conditions de dépôts sont contrôlées et maîtrisées. La croissance de la manganite est orientée. Mais on ne retrouve des performances proches de celles du monocristal que pour les manganites déposées sur l'aluminate de lanthane, le substrat qui présente le plus d'écart de maille avec la manganite. Ces résultats témoignent de la grande sensibilité des dépôts de manganites aux contraintes générées tant par la croissance, que l'écart de maille avec le substrat In function of substitutions, the manganites oxydes with perovskite structure present a dramatic evolution of the electric properties. This shows the possibilities of making a limitor of current and voltage. The technique chooses to grown the films and preserves the cristallinity, is the pulsed laser deposition. The La0. 8Sr0. 2MnO3 grown without preferential orientation on Si substrate. A part of this study point on the development of a buffer layer. A original method of manganite fine powder synthesis have been used and it sintering have been optimized. The conductivity properties of the bulk nickelate are equivalent of the film only when the growth conditions are under control. The films of manganite are oriented but the properties near of the crystal are finding again for the lanthane aluminate substrate, which have the biggest mismatch with the manganite. The result shows the dramatic sensibility of manganite layer to the strains due to the grown and the mismatch

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Muniz, Pedro Schio de Noronha. "Propriétés magnétiques de nanofils de cobalt auto-assemblés élaborés par ablation laser pulsée." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066118.

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Le sujet de cette thèse est l’étude de nanofils de cobalt dans une matrice d’oxyde de cérium (CeO2) épitaxiée sur SrTiO3(001). L’auto-assemblage de nanofils a été mis en évidence lors de la croissance de couches minces de CeO2 fortement dopées au cobalt par ablation laser pulsée. Le caractère métallique du cobalt a été vérifié par des mesures d’absorption X au seuil K du cobalt réalisées au synchrotron. La formation de nanofils a été mise en évidence par des études de microscopie électronique en transmission en mode haute résolution et en mode d’énergie filtrée. Ces études combinées montrent la formation de fils métalliques de Co dans la matrice, orientés le long de la direction de croissance, de longueur limitée par l’épaisseur de la couche et de diamètre dans la gamme 3-7 nm. Ces nanofils constituent des systèmes modèles en nanomagnétisme. Deux assemblées de fils (diamètre 3 nm et 5 nm) ont été étudiées en détail. La structure interne des fils a été déterminée par microscopie électronique et le renversement de l’aimantation au moyen de mesures magnétiques statiques et dynamiques. L’anisotropie magnétique de ces systèmes a été sondée par résonance ferromagnétique. Ces mesures et leurs interprétations ont permis de mettre en évidence la localisation du renversement de l’aimantation dans les fils. Ce phénomène de localisation a été corrélé à la structure interne des fils, plus précisément à l’existence de grains hexagonaux au sein desquels l’anisotropie magnétocristalline est en compétition avec l’anisotropie de forme. L’ensemble de ces résultats a permis de corréler le comportement magnétique à la structure interne réelle de ces objets The subject of this thesis is the study of cobalt nanowires self-assembled in a CeO2 matrix. The spontaneous self-assembly of nanowires occurs in strongly Co-doped CeO2 thin films grown by pulsed laser deposition. The metallic character of Co was attested by analysis of X-Ray absorption spectra taken at the Co K-edge. The formation of nanowires could be evidenced by transmission electron microscopy experiments (high resolution and energy filtered modes). Combining these results led to the conclusion of Co nanowires formation in the CeO2 matrix. The nanowires are oriented parallel to the growth direction; have length up to the thickness of film and have a narrow diameter size distribution centered in the 3 - 7 nm range. Due to the reduced values of diameter, these nanowires assemblies are model systems for studies in nanomagnetism. The magnetic properties of two nanowires assemblies (with diameters distribution centered on 3 and 5 nm) were investigated in details. The inner structure could be determined by means of transmission electron microscopy and the magnetization reversal was probed through static and dynamic magnetization measurements. Investigation of the magnetic anisotropy was carried out by analysis of resonance ferromagnetic spectra. The localization of the magnetization reversal was related to the inner structure of nanowires, more precisely to the orientation of hcp Co grains. In these grains, shape and magnetocrystalline anisotropies compete in strength and direction, leading to a thermally dependent effective anisotropy. The results presented indicate that it is possible to correlate the magnetic behavior with the real structure of wires in these systems

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Déziel, Jean-Luc. "Ablation laser et croissance de réseaux de surface." Master's thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26377.

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Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdorales, 2015-2016 La formation des réseaux de surface, ou laser-induced periodic surface structures (LIPSSs), à l’aide d’une source laser pulsée est étudiée avec la théorie de Sipe-Drude, d’abord analytiquement, puis avec la méthode numérique finite-difference time-domain (FDTD). Les LIPSSs sont des structures nanométriques sinusoïdales pouvant être catégorisées selon leur orientation par rapport à la direction de polarisation du laser incident et en fonction de leur période Λ par rapport à la longueur d’onde du laser λ. Avec la méthode FDTD, nous trouvons, dans une région de l’espace paramétrique jamais explorée, qu’une impulsion laser polarisée linéairement peut interagir avec une surface rugueuse de façon à faire croître des structures bidimensionnelles ayant une période de Λ ∼ λ dans les orientations parallèle et orthogonale à la direction de polarisation. Par contre, ce modèle ne peut expliquer la forte organisation et régularité des structures dans le domaine spatial, tel qu’observé dans les expériences. Permettre l’auto-organisation des structures avec un mécanisme de rétroaction inter-impulsion est une solution possible afin de simuler la croissance de LIPSSs fortement organisés d’une impulsion laser à la suivante. Récemment proposée, cette méthode utilise un processus d’ablation non physique afin de tenir compte qualitativement de l’éjection de matériau entre deux impulsions laser. Ce nouveau modèle peut reproduire une grande variété de LIPSSs avec une forte régularité spatiale, mais échoue toujours à simuler la croissance de l’amplitude de certains types de structures. Nous suggérons que ces structures restantes peuvent croître en considérant un mécanisme inverse, l’expansion. En combinant ablation et expansion, nous avons simulé avec succès un plus grand nombre de types de LIPSSs. The formation of laser-induced periodic surface structures (LIPSSs) using pulsed laser source is studied on the basis of the Sipe-Drude theory solved, first analytically, then with a finitedifference time-domain (FDTD) scheme. LIPSSs consist of wavy nanometric structures and can be categorized depending on their orientation with respect to the incident laser polarization and their periodicity Λ with respect to the incident laser wavelength λ. With our FDTD solver, we find, in as yet unexplored regions of parameter space, that a linearly polarized laser pulse can interact with a rough surface such that bidimensional structures could grow with both parallel and perpendicular periodicity of Λ ∼ λ. However, this theory cannot predict the strong organization and regularity in the space domain, as observed in the experiments. Allowing self-organization in the model with an interpulse feedback mechanism is a possible solution to simulate the growth of strongly organized LIPSSs from one laser pulse to the next. This recently proposed method uses a non-physical ablation process to qualitatively account for material removal between two laser pulses. This new model can reproduce a large variety of LIPSSs with a strong spatial regularity, but still fails to simulate amplitude growth of some of the structures. We suggest that those remaining structures can grow by considering an inverse mechanism, an expansion process. By combining ablation and expansion mechanisms, we have successfully simulated the growth of a large class of LIPSSs.

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Maury, Cécile. "Spectroscopies analytiques innovantes pour l'amélioration de la sûreté des réacteurs nucléaire à neutrons rapides refroidis au sodium." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066428.

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Chaoui, Nouari. "Ablation laser d'oxydes : apport de la spectrométrie de masse à la compréhension des mécanismes d'élaboration de films minces." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Chaoui.Nouari.SMZ9842.pdf.

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Ce travail a pour objectif la compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse par ablation/déposition laser (PLD) de films minces de titanate de plomb de structure perovskite. Le premier chapitre rapporte une synthèse concernant les aspects fondamentaux de l'ablation laser. Le chapitre II fait état des techniques d'analyses utilisées. L'accent est mis sur les techniques de spectrométrie de masse : la spectroscopie de masse d'ions secondaires (SIMS) et la spectrométrie de masse couplée à l'ionisation laser. Ces derniers ont permis de mettre en évidence et de comprendre les processus de transport et d'incorporation de l'oxygène dans les films réalisés par PLD. Le chapitre III décrit la préparation des films minces de perovskite PbTiO3 sur subtrat de platine obtenus par PLD. Nous avons déterminé les paramètres optimaux d'ablation laser (longueur d'onde, irradiance, pression d'oxygène, température du substrat) qui conduisent à la formation contrôlée d'un film de structure perovskite. Nous montrons dans le chapitre IV que l'utilisation d'une technique de traçage isotopique via l'oxygène 18 (18O2) permet de distinguer les contributions respectives des facteurs responsables du transfert de l'oxygène au cours de l'ablation laser d'une cible de PbTiO3 : le refroidissement du film, la cadence de tir du laser, les réactions en phase gazeuse. Enfin, le chapitre V concerne la caractérisation de la plume d'ablation par ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse. La comparaison entre les différents spectres de masse à 355 nm en mode d'ionisation positive et négative issus des oxydes monométalliques (PbO, TiO2, Pb3O4), et de PbTiO3 nous permet de mettre en évidence la présence d'agrégats ionisés et d'en déduire des mécanismes d'agrégation ainsi que la présence d'espèces neutres dans la plume d'ablation. L'étude menée par microsonde laser FT-ICR-MS sur des films enrichis en 18O2 a corroboré in fine les mécanismes proposés. En dernier lieu, une discussion concernant la corrélation existant entre les données mécanistiques des processus d'agrégation et les conditions expérimentales utilisées en PLD, est abordée.

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Bieber, Herrade. "Couches minces de ZnCoO déposées par ablation laser pulsée : effet de dopage sur les propriétés structurales et magnétiques." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6134.

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Cette étude s'inscrit dans le domaine de l'électronique de spin, qui combine à la fois la charge et le spin de l'électron pour la réalisation de nouveaux dispositifs notamment ceux visant le stockage d'information. Jusqu’à présent, la réalisation de ces dispositifs pour l’électronique de spin a été freinée par la problématique de l’injection d’électrons avec une direction de spin contrôlée dans un semi-conducteur. En effet l'injection d'électrons polarisés en spin à partir d'un métal ferromagnétique vers un semi-conducteur est limitée par la différence de résistivité entre ces deux matériaux. Une solution a été de rendre le semi-conducteur ferromagnétique. Pour cela, une partie des ions de la matrice semi-conductrice non magnétique est remplacée par des ions magnétiques. L'oxyde de zinc dopé au cobalt est un candidat prometteur, car il lui est prédit dans le cas de la présence de porteurs de charge libres une température de Curie supérieure à la température ambiante. Néanmoins, l'origine de ce ferromagnétisme observée dans la littérature reste controversée. Nous avons donc étudié ZnCoO sous forme de couches minces déposées par ablation laser pulsée. L'étude s'est ensuite focalisée sur l'influence sur les propriétés structurales et magnétiques de la polarité des porteurs de charge par un dopage supplémentaire à l'aluminium et à l'argent. Nous avons pu mettre en évidence l'importance des défauts dans le mécanisme du ferromagnétisme observé à température ambiante dans les couches minces de ZnCoO The combination of the charge and the spin of the electron giving rise to the new field of spintronics, has led to the realization of new devices amongst others in the field of data storage. Till now, the major difficulty to realize such devices was to obtain spin injection of controlled spin direction into a semi-conductor. Indeed the spin injection from a ferromagnetic metal into a semi-conductor is restrained by the difference of resistivity in both materials. One solution consisted in making the semi-conductor ferromagnetic. Such diluted magnetic semi-conductors (DMS) are composed of a semi-conducting matrix, in which a part of the ions is replaced by magnetic ions. Co-doped zinc oxide is a promising DMS, as it is predicted a Curie temperature above room temperature for this material when doped with transition metals thus giving additional charge carriers. Nevertheless, the origin of the observed ferromagnetism in literature remains controversial. We have thus studied thin films of ZnCoO deposited by pulsed laser deposition. The study has then been focused on the influence of the polarity of charge carriers on the structural and magnetic properties of the thin films by additional doping with silver and aluminum. We have evidenced the importance of the presence of defects on the origin of the observed ferromagnetism in the thin films

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Querré, Madec. "Couches minces de V2O3:Cr et réalisation de mémoires résistives de Mott." Nantes, 2016. https://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show/show?id=6066e6b4-1b11-45c9-9449-65add4440ea3.

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Le sesquioxyde de vanadium substitué au chrome (V1-xCrx)2O3 est un isolant de Mott à faible gap dans lequel l’application d’impulsions électriques induit une transition résistive isolant-métal de plusieurs ordres de grandeur. Observée initialement dans des monocristaux, cette transition non-volatile et réversible est liée à un phénomène d’avalanche électronique qui apparaît universellement dans tous les isolants de Mott. Ces transitions résistives ont un fort intérêt pour la réalisation d’un nouveau type de mémoires résistives non-volatiles ReRAMs, les mémoires de Mott. Cependant l’utilisation de ces matériaux en tant que mémoire nécessite une étape cruciale de mise en forme en couches minces. Nous avons réalisé des couches minces de (V1-xCrx)2O3, tout d’abord par ablation laser pulsé afin de valider sur couches minces la présence de la transition résistive observée dans les monocristaux. Ensuite, nous avons développé la technique de co-pulvérisation cathodique magnétron sous gaz réactif Ar/O2, qui nécessite une phase d’optimisation plus importante, mais qui a l’avantage d’être transférable vers l’industrie microélectronique. Par ces deux techniques, nous avons synthétisé des couches minces d’isolant de Mott (V1-xCrx)2O3 bien contrôlées en termes de pureté, de qualité cristalline, de taux de chrome et de stœchiométrie en oxygène et réalisé des micro-dispositifs mémoires résistives de Mott basés sur une architecture MIM symétrique TiN/(V1-xCrx)2O3/TiN. Les performances mémoires évaluées sur ces micro-dispositifs (amplitude, tension et durée d’impulsions, endurance, rétention. . . ) se comparent très favorablement à celles des autres types de mémoires non-volatiles émergentes Vanadium sesquioxide substituted with chromium (V1-xCrx)2O3 is a narrow gap Mott insulator in which the application of electric pulses induces a resistive switching of several orders of magnitude related to an insulator to metal transition. Initially observed in single crystals, such reversible non-volatile transitions arise from an electronic avalanche breakdown phenomenon which is universal to all Mott insulators. This resistive switching is very interesting for applications in a new type of non-volatile resistive memory ReRAM, the Mott memory. However, using these materials for memory applications requires a critical step of thin films deposition. We synthesized (V1-xCrx)2O3 thin films, first by pulsed laser deposition in order to validate that the resistive switching initially observed in single crystals also appears in thin films. Then, we developed the reactive DC magnetron co-sputtering technique under Ar/O2, which requires a more important optimization process, while being easily transferable to microelectronic industry. By both techniques, we synthesized (V1-xCrx)2O3 Mott insulator thin films well controlled in terms of purity, crystallinity, chromium content and oxygen stoichiometry. We implemented then Mott memories micro devices based on a symmetrical TiN/(V1-xCrx)2O3 /TiN MIM architecture. The memory performances of such devices, namely amplitude, voltage and pulse duration, endurance, retention, appear as very promising compared to those of other emerging non-volatile memories

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Al, Khawwam Anas. "Dépôt de nitrure de carbone par ablation laser IR sous atmosphère de post-décharge d'azote." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-179.pdf.

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L'objectif de cette étude est l'élaboration et la caractérisation de dépôts de nitrure de carbone réalisés sur des substrats de Si ou Al par ablation laser IR d'une cible de graphite sous post-décharge d'azote en écoulement. L'influence de l'accroissement de la pression d'azote sur les caractéristiques physico-chimiques et structurales ainsi que sur la dureté et la résistivité électrique de ces matériaux est également analysée. Dans ce but, plusieurs techniques sont mises en œuvre. Selon une approche originale, l'analyse du dépôt par XPS a permis de mettre en évidence six configurations de liaison carbonée et d'établir une corrélation directe entre les résultats d'analyse XPS des bandes de cœur et des bandes de valence. En outre, la présence de cristaux de structure α-C3N4 est mise en évidence par des analyses DRX en incidence rasante. Ces cristaux sont dispersés dans une phase amorphe constituant la nature essentielle des couches ainsi que le confirme la spectroscopie Raman. La morphologie et la topographie de surface des dépôts sont analysées par MEB et AFM reflétant une microstructure granulaire constituée de particules qui s'agglomèrent entre elles en formant des agrégats dont la taille est de plusieurs centaines de nanomètres. Enfin, une première approche à la compréhension des processus en phase gazeuse intervenant lors de l'ablation laser est réalisée par spectroscopie optique d'émission.

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Laazizi, Abdellah. "Contribution à l'étude du procédé de traitement des matériaux par faisceau laser pulsé : confrontation simulation-expérience." Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2124.

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La simulation du procédé de traitement des matériaux par faisceau laser est une étape fondamentale pour optimiser les paramètres opératoires. Les approches analytiques ou semi-analytiques présentes dans la littérature sont limitées par leurs hypothèses restrictives. Des simulations numériques permettent de prendre en compte des phénomènes représentatifs de la réalité, particulièrement, lorsqu’il y a fusion du matériau traité et présence des mouvements de convection dans le bain fondu. Dans ce travail, nous avons mis au point une simulation numérique du transfert thermique tenant compte du déplacement du faisceau, des mouvements de convection, des transformations de phases et de la dépendance des propriétés thermiques et physiques en fonction de la température. L’équation de conservation de la chaleur instationnaire est résolue par une méthode de différences finies avec des schémas explicite ou implicite selon l’intensité des mouvements de convection. Le problème du couplage vitesse-pression est résolu par l’algorithme itératif SIMPLE. Deux matériaux différents ont été étudiés pour valider les résultats de simulations : un acier inoxydable X30Cr13 et du Fer (99,8%) quasiment pur. Les essais ont été effectués à l’aide de deux sources lasers Nd-YAG pulsées dans le cadre d’une collaboration avec le LPMI de l’ENSAM d’Angers et le LTm de l'IUT du Creusot. À basse puissance, la comparaison simulation-expérience est satisfaisante concernant la morphologie de la Zone Fondue. À haute puissance des écarts ont été remarqués entre les résultats numériques et expérimentaux. Ils sont dus à la non prise en compte dans nos simulations du phénomène de Keyhole The simulation of the material treatments process by laser beam is a fundamental stage to optimize the operative parameters. The analytic or semi-analytic approaches described in the literature are limited by restrictive assumptions. Numerical simulations allow to take into account phenomena really encountered, particularly, when fusion of the treated material appears and convection movements in the melted bath take place. In this work, we have developed a numerical simulation of heat transfer taking into account the displacement of the laser beam, the convection movements, phase transformations and the dependence on temperature of the thermal and physical properties. The transient heat equation is solved by using a finite differences method with an explicit or implicit scheme following the intensity of the convection movements. The velocity-pressure coupling problem, present in the conservation and continuity equations, is solved by an iterative algorithm SIMPLE. Two different materials have been studied to validate the simulated results : a stainless steel X30Cr13 and an almost pure Iron (99. 8%). Regarding the experimental procedure, two pulsed Nd-YAG laser have been used, as part of a collaboration with the Laboratoire Procédés – Matériaux – Instrumentation from the ENSAM of Angers and the Laser et Traitement des matériaux laboratory from the IUT of Creusot. When low power irradiations are used, simulation and experimental results about the width and depth of the melted zone are in good agreement. For high power irradiations, a Keyhole effect appears and so simulation and experimental results do not fit

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Mistrik, Jan. "Etudes des propriétés physiques par spectroscopie magnéto-optique de couches minces d'oxydes magnétiques préparé par dépôt laser pulsé." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2002. http://www.theses.fr/2002VERS0024.

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Ce travail porte sur l'étude par spectroscopie magnéto-optique de monocouches et de multicouches d'oxydes magnétiques préparées par dépôt laser pulsé. Le ferrite du nickel sous forme de monocouches a été choisi comme système modèle pour séparer les contibutions respectives de la propagation de la lumière dans la couche et de la réflexion superficielle, dans la réponse magnéto-optique. Les indices optiques et les constantes magnéto-optiques nécessaires pour les modélisations théoriques ont été déterminés à partir des mesures ellipsométriques sur un monocristal massif deferrite du nickel. Les deux contributions (de propagation et de réflexion) dans les spectres magnéto-optiques montrent la sélectivité en profondeur, de cette technique non destructive, ce qui a été vérifié aussi dans le cas des monocouches de grenat d'yttrium et d'orthoferrite de samarium. Dans le cas d'orthoferrite de samarium on a étudié l'influence conjurée de deux des paramètres de dépôt à savoir la température du substrat (Ts) et la fluence de laser : les monocouches d'orthoferrite de samarium se forment pour des températures du substrat élevées (Ts≥760°C). , mais on peur diminuer légèrement cette température critique en augmentant le fluence du laser. . .

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Goux, Ludovic. "Dépôt de (Ba,Sr) TiO3 par ablation laser pour l'intégration de condensateurs sur silicium." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2002TOUR4015.

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Cette étude est une tentative d'épitaxie par ablation laser de l'oxyde de forte permittivité Ba0. 6Sr0. 4TiO3 (BST) sur silicium en vue de l'intégration de condensateurs de forte capacité. Nous montrons d'abord l'effet bénéfique d'une croissance de BST orientée selon les plans (h00) sur substrat monocristallin SrTiO3(100) sur la valeur de la permittivité du film. Comme par ailleurs nous confirmons que la croissance du BST sur substrat Pt(111)/TiOx/SiO2/Si (0x2) n'est pas épitaxiale mais principalement contrôlée par des mécanismes de diffusion de titane et d'oxygène, nous cherchons finalement à optimiser la croissance orientée selon son axe-c de l'oxyde La0. 9Sr1. 1NiO4 sur silicium : cet oxyde conducteur (1 m. Cm) joue le rôle de patron d'épitaxie pour le BST. Nos mesures électriques indiquent que la qualité d'orientation du BST doit encore être améliorée en vue d'obtenir d'excellentes propriétés diélectriques This study is an attempt to deposit epitaxial films of the high-k oxide Ba0. 6Sr0. 4TiO3 (BST) on silicon, in view of the integration of high capacitances. Using the laser ablation technique, we show first of all that the dielectric constant of BST is highly increased if the film grows along the (h00) planes on single crystal SrTiO3(100). As we also confirm that the growth of BST on Pt(111)/TiOx/SiO2/Si (0x2) is not epitaxial but rather influenced by diffusion processes of titanium and oxygen, we finally try to optimize the oriented growth of the oxide La0. 9Sr1. 1NiO4 along its c-axis on silicon. This oxide is conductive (1 m. Cm) and acts as an epitaxial template for the growth of BST. Our electrical measurements indicate that the quality of the orientation of BST is still to be improved so as to obtain some excellent dielectric properties

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Hernandez-Perez, Maria de los Angeles. "Propriétés structurales et optiques de films minces élaborés par dépôt par ablation laser de molécules organiques de type acides aminés, calix-arènes et protéines." Lyon 1, 2005. http://www.theses.fr/2005LYO10190.

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Nous avons préparé, par dépôt par ablation laser pulsé, des films d'acides aminés (phénylalanine et tyrosine), de calix-arènes et de protéines (albumine sérique bovine et hémoglobine), sans dégradation. Ces films ont été réalisés sous vide et à température ambiante, par ablation par un laser KrF de cibles de poudres compactées. La conservation de la structure chimique des molécules a été vérifiée par spectroscopie IR, RMN et chromatographie. La variation avec la fluence des indices de réfraction des films d'acides aminés et de calix-arènes a été corrélée avec la structure, cristallisée ou amorphe, étudiée par RX. Leurs propriétés optiques (fluorescence, dichroïsme circulaire) et la spectroscopie IR montrent que l'ablation laser induit dans ces films des arrangements et des interactions moléculaires (liaisons hydrogène, interactions -) spécifiques et modifie légèrement la structure secondaire des protéines. Tous ces films de faible rugosité (AFM) présentent des propriétés de guidage optique

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Yang, Fan. "Bruit en 1/f de films minces de manganite La0,7Sr0,3MnO2 pour application en bolométrie / par Fan Yang." Caen, 2005. http://www.theses.fr/2005CAEN2001.

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Les films minces de manganite ont un fort de coefficient de température à température ambiante et sont donc potentiellement intéressants pour la réalisation de microbolomètres non refroidis. Cependant, l’étude approfondie du bruit à basse fréquence dans ces matériaux est nécessaire avant d’envisager de réelles applications. Ce travail de thèse a été consacré à l’étude du coefficient de température et du bruit en 1/f dans des couches minces de La0,7Sr0,3MnO3 (LSMO). Les couches de LSMO étudiées ont été déposées sur deux substrats différents (SrTiO3 et (LaAlO3)0,3(Sr2AlTaO6)0,7) par ablation laser pulsé. La mise en forme des motifs avec différentes géométries a été effectuée par photolithographie et gravure ionique. Les échantillons connectés en quatre points sont mesurés à l’aide d’un amplificateur ayant un très faible niveau de bruit blanc (1,3 nV×Hz-1/2) et une très basse fréquence de recouvrement (10 Hz). Les mesures de diffraction de rayons X, d’aimantation, de magnétorésistance et de R(T) ont permis de connaître les propriétés générales des films. Nous avons cherché à vérifier la relation de Hooge (en fonction de la fréquence, du courant de polarisation et de la géométrie des motifs). Les mesures de bruit dans la gamme de température de 300 à 400 K indique l’absence l’excès de bruit au passage de la transition de phase. Des valeurs de paramètre de Hooge de l’ordre de 1 à 3 ont été mesurées, ce qui place ces résultats parmi les meilleurs publiés. Nous avons enfin estimé les performances d’un microbolomètre à partir de mesure de R(T) et de bruit.

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Peter, Sandrine. "Etude des mécanismes de la pyrolyse flash et de la pyrolyse laser par spectrométrie de masse : application aux polymères synthétiques et naturels." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Peter.Sandrine.SMZ9638.pdf.

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L'objectif de ce travail est de comparer la pyrolyse flash et l'ablation/pyrolyse laser lorsqu'elles sont couplées à la chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (gc/ms). L'application recherchée est la microcaractérisation des polymères synthétiques et des polymères naturels tels que les cheveux, les poils et les fibres. Après les rappels des principes et des mécanismes de la pyrolyse thermique, nous avons décrit l'instrumentation nécessaire pour mener ces travaux avec notamment les fours de pyrolyse, l'enceinte de pyrolyse laser et les couplages avec la gc/ms. Afin de pouvoir établir les comparaisons entre les différents modes de pyrolyse, les résultats expérimentaux s'articulent autour de deux idées directrices d'une part, la caractérisation des molécules volatiles formées lors de la pyrolyse, d'autre part, l'étude comparée des mécanismes obtenus par les trois méthodes. Dans un premier temps, nous avons étudié deux polymères synthétiques par pyrolyse flash, pour lesquels nous avons établi les proportions relatives de chaque monomère. Les résultats obtenus pour les acides organiques (maldi) nous ont permis de dégager le rôle de la décarboxylation et de la vaporisation intacte en fonction de la longueur d'onde d'irradiation. Une approche similaire a été appliquée aux acides aminés constitutifs des cheveux. Elle nous a permis de dégager la part des effets thermiques et la part de la désorption due à l'ablation laser. Enfin, dans la dernière partie, nous avons appliqué les trois modes de pyrolyse aux cheveux. La caractérisation des pyrolysats du cheveu a été établie par correspondance avec les pyrolysats des acides aminés et de polypeptides étudiés dans les mêmes conditions. Les mécanismes de rupture de la chaine peptidique ont été identifies. Dans ce contexte, les essais de faisabilité de l'ablation laser ont été pour la première fois appliqués aux cheveux The purpose of this work is to compare the flash pyrolysis and the laser ablation/pyrolysis, connected to the gaz chromatography/mass spectrometry (gc/ms). The final aim is to microcharacterize synthetic and natural polymers such as hairs and fibers. After the explanation of the principles and the mechanisms of the thermal pyrolysis, we describe the apparatus involved in this work, in particular pyrolysis ovens, laser pyrolysis device and connections with gc/ms. In order to compare different pyrolysis modes, experimental results are displayed in two manners : characterization of the volatile molecules formed during pyrolysis and the compared study of the different mechanisms occuring in the three pyrolysis methods. First, two synthetic polymers were studied by flash pyrolysis ; the relative proportions of each monomer have been determined. From the results with the organic acids (MALDI), we draw the role of the decarboxilation and of the vaporization of the intact molecule as a function of the wavelength used. The same approach has been made concerning the amino-acids constituting human hair. Then, we have been in order to separate the thermal effects of the laser irradiation from laser desorption. Finally, we applied the three pyrolysis modes to human hair. Comparing the results with the amino-acids and polypeptides analysed in the same conditions, we characterized the pyrolysates from human hair. We identified the mechanisms involved in the breaking of the peptidic chain. For the first time, the laser ablation of a human hair been attempted

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Erel, Eric. "Etude et caractérisation de silicates et d'aluminosilicates par spectrométrie de masse couplée à l'ablation laser : Application à la différentiation de gemmes naturelles et synthétiques." Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2003/Erel.Eric.SMZ0318.pdf.

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Les composés minéraux sont classiquement étudiéspar les techniques de diffraction des rayons X, des spectroscopies Raman et infrarouge, d'absorption et d'émission atomique, de fluorescence X, de résonace magnétique nucléaire et de microscopies électroniques, les informations obtenues sont élémentaires ou moléculaires, les techniques d'ablation laser couplées à la spectrométrie de masse, comme la spectrométrie de masse à résonance cyclotronique des ions par transformée de Fourier, ont été introduites récemment dans l'analyse de ces composés. A l'inverse des techniques classiques, cette technique assure l'obtention simultanée d'informations élémentaires et moléculaires. Ce travail est dédié à l'examen des potentialités de cette technique pour l'étude de composés amorphes et cristallins de la sicile.

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Li, Hui. "Rôle d'une ablation laser in situ sur les propriétés mécaniques d'un revêtement élaboré par projection thermique." Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2011.

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Le procédé PROTAL® met en œuvre de façon simultanée un nettoyage laser impulsionnel et une torche de projection thermique. Cependant, les effets physico-chimiques de l'irradiation laser n'ont pas été clairement identifiés en fonction de la nature du matériau à traiter. L'objectif de cette étude est donc d'appréhender les effets produits par l'ablation des substrats et d'étudier l'effet du traitement laser sur l'adhérence des dépôts. Les modifications morphologiques produites par l'irradiation laser à différents niveaux de densité d'énergie et de nombre de tirs ont été estimées par microscopie électronique à balayage et rugosimétrie. Les mécanismes d'interaction ont même été proposés. Les phénomènes observés traduisent des phénomènes thermiques. Il est ainsi constaté que l'interaction laser-matière dépend fortement des conditions de surface et des propriétés des matériaux. Pour tous les matériaux traités dans ces travaux, la formation de cratères induits par une ablation préférentielle apparaît dans un premier temps. Ce phénomène devient plus intensif en augmentant la densité d'énergie du laser ou le nombre de tirs. Pour les substrats d'alliages de titane, un autre aspect notable est apparu, caractérisé par un effet de lissage, lié probablement à la formation d'une couche mince de surface. Les effets du nettoyage laser sur l'écrasement des particules et le phénomène d'éclaboussure ont été constatés. L'efficacité du nettoyage de la surface, ainsi que son rôle sur les conditions favorables à la réalisation de revêtements ont aussi été mis en évidence. Il a été montré que l'éclaboussure des particules lors de leur impact sur le substrat s'associe souvent à l'évaporation de divers absorbats/condensats de surface. L'énergie des particules et la nature du substrat jouent aussi un rôle important sur le phénomène d'éclaboussure. L'effet significatif du traitement laser sur l'adhésion interfaciale semble plus lié à la création de liaisons physiques puisque l'importance de l'effet du nettoyage laser sur les divers contaminants de surface a été vérifiée. Pour l'alliage de titane, la formation d'une couche d'oxyde semble limiter la création de liaisons métalliques à l'interface. Pour l'alliage d'aluminium, la formation de cratères sous forme de cavités profondes, induits soit par une fluence laser élevée soit par le nombre d'impacts, tend à générer des effets néfastes sur l'adhésion interfaciale. Ainsi, nous remarqueront principalement que le choix des paramètres laser visant à bien nettoyer les contaminants de surface est important afin d'assurer une surface propre sans dommage avant la projection de particules The PROTAL® process combines a nanosecond pulsed laser treatment with thermal spraying. However, the physico-chemical effects induced by the laser irradiation have not been well clarified. This study aims at investigating the mechanisms of laser induced surface modifications and its influence on the deposit adhesion. The surface morphological modifications induced by laser were estimated by varying the laser energy density and the number of laser shots. It was shown that the laser induced modifications related to the thermalisation phenomena. It is thus noted that the laser-matter interaction depends strongly on the surface conditions and the properties of treated materials. For all materials studied in this work, the formation of craters caused by a preferential ablation appears. This phenomenon becomes more intensive by increasing the energy density or the number of shots. For titanium alloy substrates, another notable aspect was the surface smoothing effect, which is probably linked to the formation of a thin layer on the outmost surface. The laser irradiation effects on the splat flattening and on the splash phenomenon were also studied. The laser treatment which permits to generate favourable surface conditions for splat formation was highlighted. It was also shown that the splashing of the particles related to the evaporation of various surface absorbates/condensates of surface. Both the particle's energy and the substrate nature also play a role during the splat flattening process. The significant effect of this laser treatment on deposit adhesion seems related to the improvement of physical bonding because it was verified that laser treatment permits to remove various contaminants as well as oxide layers and therefore improve the deposit adhesion. However, for titanium alloy substrate, the superficial film induced by the laser seems to limit metallurgical bonding at the interface, while for aluminium alloy substrate, craters with the form of deep cavities tends to deteriorate the interfacial adhesion. Therefore, it was proposed that the choice of laser parameters is, on the one hand to clean the surface contaminants efficiently and on the other hand to avoid further damage to the substrate

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Rousseau, Anthony. "Couches minces d'oxydes ferroélectriques pour les dispositifs agiles en hyperfréquences : croissance par ablation laser et caractérisations." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S123.

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L'objet de ce travail est le dépôt par ablation laser et la caractérisation de couches minces de matériaux ferroélectriques pour la réalisation de dispositifs agiles en hyperfréquences. Nous nous sommes intéressés à un matériau de type phase d'Aurivillius et à une solution solide de tantalo-niobate de potassium, pérovskite dans laquelle la température de Curie est contrôlée par la composition. Après l'optimisation des conditions de croissance épitaxiale des couches minces, des dispositifs hyperfréquences coplanaires en or ont été réalisés sur des films minces de différentes compositions, sur substrats variés. Des mesures effectuées sur ces dispositifs ont mis en évidence des effets d'agilité élevés étant donné le champ électrique modéré appliqué. Nous avons montré l'influence de la composition et du substrat sur le comportement des films en hyperfréquences.

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Kubler, Benoît. "Etude du processus d'ablation/ionisation laser de fullerènes : préparation et caractérisation de fullerènes spécifiques et de films minces." Metz, 1996. http://www.theses.fr/1996METZ012S.

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Travail a pour objectif de préciser les conditions analytiques des fullerènes (molécules sphéroïdales de formule cn (n>20) par microsonde laser couplée à la spectrométrie de masse et de cerner les paramètres d'ablation laser afin de préparer des fullerènes spécifiques (C84 ; métallofullerènes endohédriques ou un atome métallique est inséré à l'intérieur de la structure sphéroïdale). Une application potentielle des fullerènes est ensuite étudiée: l'utilisation de films minces de C60, C70 et C84 comme substrats nouveaux pour la germination de diamant par les techniques de dépôts cvd (déposition chimique en phase vapeur). Le premier chapitre est une revue bibliographique, présentant quelques généralités sur les fullerènes ; les différentes méthodes de synthèse des fullerènes sont décrites et plus particulièrement l'ablation laser de graphite ainsi que les hypothèses énoncées pour expliquer les mécanismes de formation de ces molécules à structure géodésique. Le second chapitre concerne les techniques expérimentales liées, d'une part à la synthèse de fullerènes par ablation laser ex-situ (dans une enceinte d'ablation en atmosphère confinée) et, d'autre part, à la caractérisation de ces derniers par spectrométrie de masse. Les techniques développées pour la préparation de films minces de fullerènes et la synthèse de diamant, ainsi que les techniques de caractérisations physicochimiques associées sont également décrites. Le troisième chapitre est consacré à la mise au point d'un protocole d'analyse des fullerènes par microsonde laser couplée à la spectrométrie de masse. Cette technique s'avère être semi-quantitative lors de l'analyse de mélanges de fullerènes purs. La présence d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (hap) perturbe la distribution d'agrégats carbones de haute masse observée sur les spectres de masse. Enfin, le comportement de fullerènes purs (C60, C70, C76 ou C84) sous influence d'irradiations laser UV et visible à différentes densités de puissance par spectrométrie de masse est étudié. Les distributions enregistrées sur les spectres de masse permettent de s'interroger sur les mécanismes de formation et les structures des agrégats carbones de hautes masses cn (n>100) observés. Enfin, trois aspects sont développés dans le quatrième chapitre: une méthode de production (ou de récupération) supplémentaire de fullerènes à partir d'un traitement thermique sous atmosphère légèrement oxydante des résidus d'extraction de suies d'arc électrique est décrite ; on obtient en effet un rendement d'extraction supplémentaire de 2% et l'extrait obtenu est enrichi en C84 ; la synthèse de fullerènes endohédriques à base d'yttrium par ablation laser d'un matériau carbone (graphite, hap ou résidus d'extraction) en mélange avec 10% en poids d'Y2O3, permet de dégager les points suivants: parmi les matériaux cibles étudiés, seul le graphite conduit à des spectres de masse sur lesquels sont détectés des métallofullerènes ; aucune longueur d'onde d'ablation dans le domaine UV-visible ne semble préférentielle et une température élevée (300°C) de synthèse suggére que les composés Y@Cn et Y2@Cn ne sont pas stables thermiquement. Enfin, ces composés sont difficilement solubles. L'effet et le rôle des fullerènes vis-à-vis de la germination du diamant par les techniques cvd sont décrits. Un dépôt morphologiquement hétérogène de c84 permet d'augmenter indiscutablement la densité et la taille des cristaux de diamant comparativement à C60 et C70, mais l'effet de la topologie de surface ne peut pas, dans ce cas, être exclu. Les résultats obtenus avec des films homogènes de fullerènes purs démontrent que l'effet des fullerènes ne peut être découplé de l'état de surface initial du substrat silicium sous-jacent (présence de défauts de surface). D'autre part, les études de stabilité des fullerènes, dans les conditions de synthèse cvd de diamant, préconisent une température maximale du substrat de 550°C The aim of this work is to precise the analytical conditions of fullerenes (spheroïdal molecules Cn(n>20)) using laser microprobe mass spectrometry and to optimize laser ablation parameters in order to prepare specific fullerenes (C84, endohedral metallofullerenes i. E. Spheroïdal structures in which a metallic atom is inserted). A potential application of fullerenes has been studied as well : the use of thin C60, C70 and C84 films as new substrates for the CVD (chemical vapor deposition) of diamond. The first chapter is a review presenting some generalities about fullerenes : fullerenes synthesis methods are described with a stress on graphite laser ablation method and various hypothesis on the formation mechanisms of fullerenes are recalled. The second chapter is devoted to experimental techniques concerning, on one hand, the "ex-situ" laser ablation synthesis of fullerenes (in an ablation cell under 500 Torr of argon) and, on the other hand, their caracterization by mass spectrometry. Fullerenes and diamond thin films preparation techniques as well as related caracterization techniques are also described. The third chapter concerns the setting up of a protocol for the analysis of fullerenes by laser microprobe mass spectrometry. This technique is shown to be semi-quantitative in the case of pure fullerenes mixture analysis. The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) disturbs the repartition of high mass carbon clusters observed on the mass spectra. Finally, the behavior of pure fullerenes has been studied by laser microprobe mass spectrometry under various laser irradiation conditions (wavelength and power density). The recorded clusters distributions allowed us to lay down various hypothesis on the formation mechanisms and structures of high mass carbon clusters Cn (n>100). In the fourth chapter, three points are developped : a method is described for the additionnal production (or recuperation) of fullerenes through a thermal treatment under lightly oxydizing conditions of electric arc soots extraction residues ; a 2% additionnal extraction yield is indeed obtained and the extract is enriched in C84 ; the optimization of the synthesis of yttrium based metallofullerenes by laser ablation of carbon containing compounds (graphite, PAH or extraction residues) mixed with Y2O3 (10% in weight) has lead to the following observations : graphite is the only target material leading to mass spectra showing the presence of metallofullerenes ; it seems not to be any optimal wavelength in the UV-visible domain and a high synthesis temperature (300°C) suggests that Y@Cn and Y2@Cn are not thermically stable. Finally, those compounds are difficult to solubilize ; the role and the effect of fullerenes on the CVD of diamond are described. A morphologicaly heterogeneous C84 deposit increases effectively the size and the density of diamond cristals compared to C60 and C70 deposits. However, the surface topology effects can not be excluded in this case. The results obtained with homogeneous films of pure fullerenes show that the effect of fullerenes can not be separated from the surface state of the underlying silicon substrate (presence of surface defects). Moreover, the studies of fullerenes stability under the diamond CVD conditions recommend a maximal substrate temperature of 550°C

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Fouchet, Arnaud. "Croissance et caractérisations de films minces de ZnO et ZnO dopé cobalt préparés par ablation laser pulsé." Caen, 2006. http://www.theses.fr/2006CAEN2050.

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La spintronique est un nouveau domaine de recherche qui a vu récemment des applications très importantes dans la microélectronique. Dans ce cadre, de nouveaux matériaux sont étudiés dont les semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS). Ces derniers associent les propriétés des semi-conducteurs avec le spin de l’électron pour donner de nouvelles fonctionnalités. Malheureusement ses matériaux possèdent une température de Curie (Tc) largement en dessous de la température ambiante. Or, d’après des prédictions théoriques récentes, l’utilisation de semi-conducteurs à large bande interdite comme le ZnO dopé cobalt, seraient des candidats potentiels pour atteindre une Tc largement au-dessus de la température ambiante. Cependant, l’origine du ferromagnétisme est encore sujette à controverse : - Le ferromagnétisme est intrinsèque ou extrinsèque ? - Quel est le mécanisme relatif aux interactions magnétiques ? Pour répondre à ces questions une méthode originale de dépôt en couche mince par ablation laser a été mise en place à partir de l’utilisation de deux cibles métalliques. Cette étude a donc été réalisée en deux étapes : l’optimisation des conditions de dépôt du ZnO puis l’utilisation des ses conditions pour incorporer le cobalt. De plus, la concentration en cobalt des films a été fixée et nous avons étudié l’influence des conditions de dépôts. Il en a résulté que le substrat jouait un rôle important dans la croissance des films et nous en avons déduit que les défauts sont nécessaires à l’apparition du ferromagnétisme. Ceci en accord avec les derniers développements théoriques. Enfin, une comparaison avec des films réalisés à partir des cibles céramiques a confirmé ses résultats Spintronics is an emergent area of research that exploits the quantum propensity of electrons to spin as well as utilizing their charge state, allowing microelectronic devices to be devised with additional functionality. Indeed, a great deal of research activity has been focused on dilute magnetic semiconductors (DMS) owing to their potential application as room temperature spintronic devices. This is based on recent theoretical calculations that predict it is possible to design DMS materials possessing ferromagnetic transitions (FM-Tc) above room temperature by doping a magnetic element into a host wide bandgap semiconductor (e. G. , Co-doped ZnO). However, the origin of ferromagnetism in these DMS materials is still subject of controversy, and questions remain : - is ferromagnetism in DMS intrinsic or extrinsic ? and - what is the mechanism relative to the magnetic interactions ? To address these questions, we have developed a novel strategy for the pulsed laser deposition of Co-doped ZnO films that utilizes metallic targets as the source of cationic elements. First, the growth conditions for ZnO films were optimized, and then subsequently utilized to deposit Co-doped ZnO films. Second, because this method allows for the precise control of the Co/Zn composition the growth conditions for certain amounts of cobalt doped into ZnO also were systematically studied. As a result, we have correlated the presence of ferromagnetism to film defects, results which have supported by recent theoretical calculations. Moreover, these results were corroborated by a comparative study between Co-doped ZnO films grown by ceramic and metallic targets

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Sayed, Hassan Rodaina. "Intérêt du ferrite de cobalt dans les dispositifs magnétorésistifs : Etude structurale et magnétique de bicouches CoFe2/CoFe2O4 élaborées par ablation laser." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/SAYED_HASSAN_Rodaina_2006.pdf.

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Le manuscrit présente une étude des propriétés structurales et magnétiques du système ferrimagnétique dur (CoFe2O4)/ferromagnétique doux (CoFe2) élaboré par ablation laser. On cherche à déterminer s'il est possible d'utiliser CoFe2O4 comme couche bloquante dans les dispositifs magnétorésistifs. Dans la première partie on détermine les conditions optimales d’élaboration du ferrite de cobalt. On étudie l’influence de l’énergie du laser et de l’atmosphère de dépôt sur les propriétés structurales et l’état de surface des couches déposées. On a obtenu des couches de CoFe2O4 de très faible rugosité, bien cristallisées malgré de basses températures de dépôt. La deuxième partie est consacrée à l’étude du couplage magnétique au sein des bicouches CoFe2O4/CoFe2. Trois comportements magnétiques différents sont observés : couplage ferromagnétique, antiferromagnétique ou absence de décalage du cycle d’aimantation du métal, selon la nature de l’interface et l’orientation cristallographique de CoFe2O4 This work presents the study of hard ferrimagnetic oxide (CoFe2O4) / soft ferromagnetic metal (CoFe2) bilayers elaborated by pulsed laser ablation. This system is of high interest because of the potential use of CoFe2O4 as a pinning layer in magnetoresistive devices. The first part deals with the determination of the optimal conditions for the elaboration of CoFe2O4. We study the effect of the laser energy and the reactive atmosphere on the surface state and structural properties of the films. The elaborated films have a low roughness and are well crystallised despite the low deposition temperature. In the second part, we study the exchange coupling in the (CoFe2O4)/(CoFe2) bilayers. Three different magnetic behaviours are obtained depending upon to the nature of the interface as well as on the crystallographic orientation of CoFe2O4: a shift of the minor cycle of the metal towards negative fields (ferromagnetic coupling), positive fields (antiferromagnetic coupling) or no shift at all

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Brizé, Virginie. "Elaboration de céramiques CaCu3Ti4O12 à haute constante diélectrique et réalisation de condensateurs "tout oxyde" par ablation laser pulsé." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR4026.

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L'oxyde CaCu3Ti4O12 (CCTO) présente une permittivité élevée (~ 105) dans une large gamme de température (100-600K) et de fréquence (10HZ-1MHz). La première partie de cette étude est une tentative de dépôt de condensateurs "tout oxyde" à base de CCTO par ablation laser. Des fims épitaxiés de CCTO sur monocristal LaA1O3 (001) ont été obtenus après optimisation du frittage des cibles. LaSrNiO4 (LSNO) a servi d'électrode pour des condensateurs LSNO/CCTO/LSNO/LAO, structurés in situ par "shadow-masking". Afin de réduire la diffusion du lanthane et de cuivre et d'améliorer la qualité des interfaces avec l'électrode, une nouvelle électrode CaCu3Ru4O12 isostructural de CCTO a été développée. En parallèle, CCTO sous forme de poudre pure et dopée et de film a été étudié par RPE. Les résultats originaux sont d'importance pour la compréhension des mécanismes à l'origine des propriétés exceptionnelles de CCTO The oxide CaCu3Ti4O12 (CCTO) shows a very high permittivity (~ 105) in a large range of temperature (100-60K) and frequencies (10Hz-1MHz). A part of this study is an atttempt to deposit "all oxide" capacitors based on CCTO using the laser on CCTO using the laser ablation technique. At first, epitaxial films of CCTO were deposited on single crystal LaA1O3(100) (LAO) after optimisation of the target sintering. Capacitors LSNO/CCTO/LSNO/LAO with LaSrNiO4 (LSNO) as electrodes were then structured in-situ by shadow-masking. In an attempt to reduce the diffusion of La and Cu and to improve the quality interface with electrode, LSNO was replaced by CaCu3Ru4O12 which was isostructural of CCTO. In a second part, CCTO in the form of pure and doped powder and thin film was studied by electron spin resonance. New results are important to understand the mechanisms giving rise to the high permittivity value

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Fouchet, A. "Croissance et caractérisations de films minces de ZnO et ZnO dopé cobalt préparés par ablation laser pulsé." Phd thesis, Université de Caen, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00199703.

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La spintronique est un nouveau domaine de recherche qui a vu récemment des applications très importantes dans la microélectronique. Dans ce cadre, de nouveaux matériaux sont étudiés dont les semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS). Ces derniers associent les propriétés des semiconducteurs avec le spin de l'électron pour donner de nouvelles fonctionnalités. Malheureusement ses matériaux possèdent une température de Curie (Tc) largement en dessous de la température ambiante. Or, d'après des prédictions théoriques récentes, l'utilisation de semi-conducteurs à large bande interdite comme le ZnO dopé cobalt, seraient des candidats potentiels pour atteindre une Tc largement au-dessus de la température ambiante. Cependant, l'origine du ferromagnétisme est encore sujette à controverse : - Le ferromagnétisme est intrinsèque ou extrinsèque ? - Quel est le mécanisme relatif aux interactions magnétiques ? Pour répondre à ces questions une méthode originale de dépôt en couche mince par ablation laser a été mise en place à partir de l'utilisation de deux cibles métalliques. Cette étude a donc été réalisée en deux étapes : l'optimisation des conditions de dépôt du ZnO puis l'utilisation des ses conditions pour incorporer le cobalt. De plus, la concentration en cobalt des films a été fixée et nous avons étudié l'influence des conditions de dépôts. Il en a résulté que le substrat jouait un rôle important dans la croissance des films et nous en avons déduit que les défauts sont nécessaires à l'apparition du ferromagnétisme. Ceci en accord avec les derniers développements théoriques. Enfin, une comparaison avec des films réalisés à partir des cibles céramiques a confirmé ses résultats.

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Duclere, Jean-René. "Croissance épitaxiale par ablation laser et caractérisations de couches minces du matériau ferroélectrique SrBi2Nb2O2." Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10072.

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Ce travail a consisté à déposer par ablation laser et à étudier des couches minces épitaxiées du composé ferroélectrique SrBi2Nb2O9. Des méthodes de caractérisation complémentaires ont permis une étude détaillée des caractéristiques structurales des films. Nous avons déterminé les conditions de synthèse des couches minces du composé SrBi2Nb2O9. Des mesures électriques ont permis de vérifier le comportement ferroélectrique des films. Nous avons préparé des couches minces épitaxiées de SrBi2Nb2O9 sur divers substrats monocristallins, principalement SrTiO3. Les couches minces épitaxiées obtenues, orientées c sur (100)SrTiO3 et (116) sur (110)SrTiO3, sont d'excellente qualité. Sur (100)SrTiO3, un mécanisme d'intercroissances a été mis en évidence par diffraction des rayons X et microscopie en transmission dans des échantillons déficitaires en Bi. Une étude comparative entre ces films et des films stœchiométriques a été menée par diffraction de photoélectrons. Des hétérostructures intégrant une électrode ont été réalisées par épitaxie sur des couches de Pt épitaxiées par pulvérisation cathodique sur (110)SrTiO3 et saphir c : des orientations (116) et (115) de SrBi2Nb2O9 sont obtenues. Les mesures électriques réalisées sur ces bicouches épitaxiées ont permis d'accéder aux valeurs de polarisation rémanente et de prouver la résistance à la fatigue.

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Fix, Thomas. "Couches minces de Sr2FeMoO6 élaborées par ablation laser pour des jonctions tunnel magnétiques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/FIX_Thomas_2006.pdf.

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Lorsque deux couches ferromagnétiques sont séparées par une fine couche isolante (ou semi-conductrice) le transport électronique est autorisé par effet tunnel. Ce type d’empilement, qui est appelé jonction tunnel magnétique, est très prometteur au niveau des applications. La magnétorésistance observée est alors appelée magnétorésistance tunnel. La magnétorésistance tunnel est liée à la polarisation en spin des électrodes, c’est-à-dire qu’elle est liée à l’asymétrie des densités d’états des électrodes au niveau de Fermi pour les deux directions de spin. Une solution pour avoir une polarisation plus importante et par conséquent une magnétorésistance élevée est d’utiliser des oxydes ferromagnétiques à caractère demi-métallique, pour lesquels le niveau de Fermi passe au cœur d’une bande d’énergie dans l’une des directions de spin et passe par un gap d’énergie dans l’autre direction. L’enjeu est d’obtenir un demi-métal à température ambiante. Nous nous somme intéressés au demi-métal double pérovskite Sr2FeMoO6, matériau qui offre une température de Curie relativement élevée, et qui est donc potentiellement demi-métallique à température ambiante. La synthèse sous forme de poudre et le dépôt en couches minces par ablation laser de ce matériau sont étudiés grâce à différentes techniques. Enfin, des jonctions tunnel magnétiques à base de Sr2FeMoO6 sont élaborées et les propriétés de transport sont examinées When two ferromagnetic layers are separated by a thin insulator (or semiconductor), the electronic transport is enabled by tunnelling. This type of stack, called magnetic tunnel junction, is very promising for applications. The magnetoresistance observed in this case is called tunnel magnetoresistance. It is related to the spin polarization of the electrodes, in other words to the asymmetry of the density of states of the electrodes at Fermi energy for the two spin directions. A solution to obtain a higher spin polarization and thus a high magnetoresistance is to use half-metallic ferromagnetic oxides, for which the Fermi energy crosses an energy band for one spin direction and a band gap for the other direction. The challenge is to obtain a half-metal at room temperature. We focus on the half-metal double perovskite Sr2FeMoO6, which offers a relatively high Curie temperature, and is therefore potentially half-metallic at room temperature. The powder synthesis and the thin film deposition by pulsed laser deposition are studied using various techniques. Finally, magnetic tunnel junctions based on Sr2FeMoO6 are grown and the transport properties are examined

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Iliescu, Monica. "Etude de la croissance de dépôts de phosphate octacalcique et d'hydroxyapatite dopée en manganèse et carbonate, obtenus par ablation laser sur du titane." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2004. http://www.theses.fr/2004STR13025.

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Cette thèse concerne l'étude des propriétés structurales, physico-chimiques et morphologiques des poudres et des couches minces déposées par ablation laser pulsé (PLD) de composés biocompatibles et bioactifs, essentiellement le phosphate octacalcique (OCP) et l'hydroxyapatite (HA) dopée en manganèse et en carbonate. Le but est d'améliorer la biocompatibilité des prothèses osseuses utilisées dans l'implantologie. Le travail comprend 7 chapitres. Après une description du phosphate octacalcique et de l'hydroxyapatite dans la famille des apatites et des orthophosphates calciques, le chapitre 2 décrit la technique PLD utilisée pour la croissance des couches minces d'OCP et d'HA. Les différentes techniques d'investigation et de caractérisation de matériaux employés, ainsi que les techniques de préparation des lames minces en coupe transverse pour leur observation par microscopie électronique en transmission (MET) sont présentées dans le chapitre 3. Une partie originale de ce travail est la mise en œuvre, pour la première fois, de la technique des faisceaux d'ions focalisés (FIB) comme méthode de préparation des lames minces en coupe transverse pour l'observation par MET de nos matériaux biologiques déposés sur du titane. Le chapitre 4 présente les résultats expérimentaux obtenus à la suite de la caractérisation physico-chimique des poudres d'OCP avec ou sans poly-L-aspartate, et d'HA dopée en Mn et en carbonate, préparées par précipitation en solution aqueuse, tandis que le chapitre 5 a été dédié à la caractérisation des couches minces d'OCP et d'HA dopée en manganèse et en carbonate déposées par PLD. Les derniers résultats sont présentés dans le chapitre 6 qui consiste en une étude de caractérisation des couches minces après les tests de dégradation. Les échantillons ont été immergés dans une solution qui simule les fluides physiologiques du corps humain (SBF) et ensuite caractérisés du point de vue physico-chimique et morphologique This work presents a study of the structural, physicochemical and morphological properties of powders and thin films deposited by pulsed laser deposition (PLD) of biocompatible and bioactifs compounds, namely octacalcium phosphate (OCP) and hydroxyapatite (HA) doped with manganese and carbonate ions. The aim is to improve the biocompatibility of the bone prostheses. The work contains 7 chapters. After a description of the octacalcim phosphate and the hydroxyapatite compounds in the family of the apatite and calcium orthophosphates, the chapter 2 described the PLD technique used for the growth of OCP and doped HA thin layers. The various techniques used for material investigation and characterization, as well as the preparation techniques of transverse cut thin blades for observation by transmission electronic microscopy (TEM) are presented in the chapter 3. An original part of this work is the use, for the first time, of the Focused Ion Beam technique (FIB) as preparation method of cross-section thin blades for the observation by TEM of our biological materials deposited on titanium. The chapter 4 presents the experimental results obtained following the physicochemical characterization of the OCP powders synthesized with or without poly-L-aspartate, and of HA powders doped or not with manganese and carbonate ions, while the chapter 5 was dedicated to the characterization of the thin layers of OCP and HA doped, deposited by PLD. The last results are presented in the chapter 6, which consists in a characterization study of the thin layers after degradation tests. The samples were immersed in a solution, which simulates the physiological fluids of the human body (SBF) and then characterized from the physicochemical and morphological point of view

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O'Brien, Daniel. "Laser ablation of a Terfenol-D (Tb0. 3Dy0. 7Fe1. 92) microparticle aerosol and subsequent supersonic nanoparticle impaction for magnetostrictive thick films." Ecole Centrale de Lille, 2006. http://www.theses.fr/2006ECLI0021.

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Cette thèse décrit la fabrication de couches épaisses nanostructurées magnétostrictives par dépôt supersonique de nanoparticules sur un substrat ; ces nanoparticules sont obtenues par le procédé d’Ablation Laser de Microparticules de Terfenol-D en aérosol. Un bloc solide de Terfenol-D a été réduit en poudre de microparticules de 0,3 à 3 µm de diamètre. Ces microparticules ont ensuite été injectées dans un aérosol s’écoulant en continu et ablaté par un laser ultraviolet KrF pulsé. Puis, les nanoparticules formées après l’ablation ont été accélérées par leur passage dans un micro-orifice. Le jet supersonique de nanoparticules en découlant a été utilisé pour déposer une couche épaisse sur un substrat à température ambiante. Les nanoparticules étaient amorphes, comme l’ont montré les analyses de diffraction aux rayons X des couches et les mesures de microscopie électronique à transmission (TEM) effectuées sur des particules individuelles. La distribution des tailles des nanoparticules était typique du procédé LAM : entre 3 et 20 nm de diamètre avec une moyenne de moins de 10 nm. Les couches déposées ont été caractérisées par la méthode des poutres. Les couches étant poreuses en raison de leur nature granulée, leur module élastique était réduit à environ 15 GPa. Le faible niveau de magnétostriction des couches, d'environ 15 ppm, est dû à un problème d’oxydation dont les sources sont identifiées par analyse spectroscopique. Après calculs théoriques, il a été démontré que les nanoparticules fabriquées à partir de microparticules de plus de 3µm ne sont pas affectées par les impuretés présentes dans le gaz durant la phase de dépôt This dissertation describes using microparticles of the (giant) magnetostrictive material Terfenol-D (Tb0. 3Dy0. 7Fe1. 92) in the Laser Ablation of Microparticle (LAM) aerosols process for the generation of nanoparticles and their subsequent supersonic impaction to form nanostructured magnetostrictive thick films. Solid Terfenol-D was ground to a powder having diameters from 0. 3 to 3 µm. This microparticle powder was then aerosolized and ablated by a KrF ultraviolet, pulsed laser in a continuously flowing aerosol process. The nanoparticles formed from the ablation were then accelerated through a supersonic nozzle into vacuum where they impacted onto a substrate at room temperature forming a film. The nanoparticles were amorphous, as shown by x-ray diffraction analysis of the deposited films and by Transmission Electron Microscopy of individual particles and had a size distribution typical of the LAM process : 3 to 20 nm in diameter with a mean size less than 10 nm. The deposited films were characterized using the cantilever method. Values of magnetostriction were on the order of 15 ppm for LAM deposited films. The observed reduced magnetostriction (1/30 that of comparable thin films) was due to oxidation, which source was identified by Spectroscopic analysis of the ablation plasma. Calculations showed that the extent of oxidation in the films was dependent on the microparticle feedstock size. For typical aerosol densities used in the LAM process, calculations showed that material made out of microparticules having a diameter larger than 3 µm was not significantly affected by background gas impurities or by an oxide shell

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Krol, Hélène. "Etude de l'endommagement laser dans les composants optiques pour le domaine infrarouge." Aix-Marseille 3, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX30054.

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Cette thèse traite des phénomènes d'endommagement induits sous fort flux laser en régime nanoseconde, dans les substrats optiques et composants multidiélectriques pour le proche et moyen infrarouge. Un banc de mesure de l'endommagement laser dans la bande 2-5 μm a été développé afin d'obtenir des mesures précises avec un contrôle strict des conditions de tir. Les modèles permettant l'ajustement des données expérimentales ont été améliorés. L'influence sur la tenue au flux laser à 1064 nm et 2 μm des procédés de préparation des substrats optiques ont été étudiés pour la silice et le ZnSe permettant la réalisation de composants à haute tenue au flux. Une étude comparative de différentes techniques de dépôt pour la tenue au flux de monocouches de silice a permis de montrer l'intérêt de la technique de pulvérisation par faisceau d'ions. Une analyse détaillée des conditions de réalisation des empilements multidiélectriques permet de mieux comprendre leur tenue au flux à 1064 nm et 2 μm This thesis deals with laser damage phenomena for nanosecond pulses in optical bare substrates and dielectric thin films used in the infrared range. A 2-5 μm laser damage facility and its associated metrology have been developed, in order to obtain accurate and reliable measurement of laser-induced damage probabilities vs. Fluence with a rigorous control of test parameters. Models which permit to fit experimental data have been improved. The influence on laser induced damage at 1064 nm and 2 μm of optical substrates fabrication steps (bulk material, polishing, cleaning) have been studied, in particular for silica and zinc selenide. Optical coatings with high LIDT at these wavelengths have been realized. LIDT measurement of SiO2 thin films deposited with different techniques showed the interest of ion beam sputtering technique. Detailed analysis of multidielectric thin films manufacturing steps allowed to understand their laser induced damage at 1064 nm and 2 μm

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Robaut, Florence. "Élaboration par dépôt laser pulsé et caractérisation de couches minces épitaxiées de métaux de terres rares et de composés intermétalliques terre rare-cobalt." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10012.

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L'objet de cette thèse est la caractérisation structurale et magnétique de couches minces épitaxiées à base de terres rares et de composés intermétalliques terre-rare cobalt, élaborés par dépôt laser pulsé. Le premier chapitre comprend la description des phénomènes physiques de l'ablation laser, déterminants pour l'élaboration des films. Dans le deuxième chapitre sont présentées les différentes techniques d'analyse structurale utilisées (diffraction RHEED, spectroscopie Auger, diffraction et réflectométrie de rayons X). Le troisième chapitre est consacré à la croissance épitaxiale des couches tampon de tungstène et de niobium. Celles-ci constituent le support de tous les systèmes magnétiques étudiés. Les conditions de dépôt ont été optimisées ; les relations d'épitaxie et les mécanismes de croissance, tels que la formation de macles et la présence de réseaux de dislocations interfaciales ont été interprétés. Le quatrième chapitre décrit la préparation des différents composés intermétalliques modèles (Y2Co17, YCo5, YCo2). Une interprétation des différents modes de croissance observés est proposée en considérant les propriétés thermodynamiques du système et la cinétique du dépôt. Les mesures d'aimantation réalisées sur les films minces révèlent une compétition entre l'anisotropie dipolaire et l'anisotropie magnétocristalline qui modifie la direction de facile aimantation par rapport au matériau massif. Le cinquième chapitre est consacré à l'élaboration et à la caractérisation structurale de couches minces de Tb et d'alliage SmGd. L'influence critique de la température sur la morphologie des films et sur la sublimation du samarium a été mise en évidence. Les processus d'aimantation observés sur ces systèmes sont discutés en considérant l'anisotropie de surface

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Esteve, David. "Développement d'une technique de caractérisation optique appliquée au suivi in situ de la croissance d'oxydes fonctionnels par ablation laser pulsé." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112385.

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Une instrumentation optique entièrement statique permettant le suivi in situ de la croissance d'oxydes fonctionnels par ablation laser pulsé, est présenté. Au travers de l'étude de deux système modèles, que sont la croissance de films minces de La₀. ₆₇Sr₀. ₃₃LMnO₃ sur des pseudo-substrats de SrTiO₃/Si et de couches minces de SrRuO₃ déposées sur des substrats de SrTiO₃ vicinaux, le dispositif proposé permet d'obtenir une précision de mesure sur les épaisseurs de l'ordre de la maille atomique (4Å), d'extraire les paramètres physiques de diffusion des espèces en surface (énergie d'activation de diffusion), mais aussi d'observer et d'identifier les modes de croissance. Ces résultats sont en parfait accord avec la simulation numérique développée, reposant sur des modèles de traitement de réflectivité de systèmes multi couches combiné avec la théorie des milieux effectifs A fully static set up allowing in situ observation of the growth of functionnal oxides grown by pulsed laser deposition, is presented. Through the study of two model systems, those are the growth of thin films of La₀. ₆₇Sr₀. ₃₃LMnO₃ on pseudo-substrate of SrTiO₃/Si and thin layers of SrRuO₃ grown on vicinal substrate of SrTiO₃, the proposed instrumentation permit to achieve a precision about one unit cell (4Å) on thickness measurments, to extract physical parameters of the diffusion of species on the surface (activation energy of diffusion), but also observing and identifying growth modes. These results are in good agreement with the numerical simulation developped, based on the treatment of the reflectivity of multi-layers systems combined with effective medium theory

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Alkhatab, Mohammad Ishaq. "Material studies for flexible 3rd generation solar cells." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I036.

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Parmi les différentes technologies de récupération d’énergie, la technologie photovoltaïque est celle qui fournit actuellement le plus haut niveau pour les applications mobiles. Ce travail est focalisé sur le développement de nouveaux matériaux permettant d’obtenir des cellules solaires flexibles fondées sur des matériaux et procédés durables et à faible empreinte écologique. A partir d’un support flexible en matériau polymère, différentes technologies de fabrication ont été explorées pour élaborer les matériaux constitutifs d’une cellule solaire. Une technique d’écriture laser a été utilisée pour fabriquer une électrode nanostructurée en graphite directement à partir du support polymère. De nombreuses technologies d’élaboration, soit par voie physique soit par voie chimique, ont été étudiées pour la réalisation du matériau absorbant. Celui-ci est réalisé à partir de nanoparticules de semiconducteurs ou boites quantiques. De nombreuses démonstrations de l’utilisation de boites quantiques en photovoltaïque ont déjà été faites, mais majoritairement basées sur des matériaux à base de plomb. De tels matériaux ne sont évidemment pas dans la lignée de mise au point d’une technologie à faible impact environnemental. Nous nous sommes alors attachés à étudier un matériau des plus exploratoire dans ce domaine, un oxyde de cuivre et lanthane.Parmi les différentes techniques de fabrication, deux ont particulièrement été utilisées, le dépôt par pulvérisation cathodique et celui par laser pulsé. Ce matériau a été déposé sur l’électrode inférieure en graphite nanostructuré de manière à obtenir une caractérisation proche de celle d’une cellule solaire. Un premier essai de cellule a d’ailleurs été tenté en utilisant une électrode supérieure transparente en oxyde de zinc. Ce premier essai n’a malheureusement pas été des plus concluants, un faible photocourant ayant été obtenu Among all harvesting technologies, photovoltaic technology is, right now, the one that can provide the highest level of power for mobile applications. Here, we focus on the development of new materials providing a sustainable and low environmental footprint approach for the fabrication of flexible solar cells. Based on a polymer flexible support, different fabrication technologies have been investigated to elaborate materials with adequate performance for building such a solar cell. Low cost laser writing technique has been used to produce nanostructured graphite electrodes using even the polymer substrate as base material. Numerous technologies, based either on physical or chemical deposition process, have been investigated to produce the absorbing material. This one is made of nanoparticles, i.e. semiconductor quantum dots. Such demonstrations have already been successfully demonstrated using mainly lead based material. In our goal targeting green technology, there is no way using such a material. We focus then on an exploratory material, a copper and lanthanum based oxide. Among the different fabrication methods, we focused on pulsed laser and sputtering deposition techniques. In order going to a solar cell structure, absorbing material has been deposited on the nanostructured graphite electrodes and the obtained film has been characterized. First attempt of a solar cell using a transparent conductive oxide, based on zinc, has been launched. A very low photoelectric behavior has been observed

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Rauwel-Buzin, Erwan. "Elaborations et caractérisations de films minces d'oxydes de manganèse Ln0. 5Ca0. 5MnO3 (Ln = Pr, Nd, Sm), présentant une mise en ordre des charges, déposés par ablation laser pulsé." Caen, 2003. http://www.theses.fr/2003CAEN2072.

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La magnétorésistance colossale, découverte en 1994 sur les oxydes de manganèse à valence mixte, a déclenché un engouement rare dans le monde entier. Notre étude s'est focalisée sur les composés Ln0. 5Ca0. 5MnO3 (Pr, Nd, Sm) présentant à basse température un état antiferromagnétique isolant d'ordre de charges. L'application d'un champ magnétique permet de détruire cet ordre de charges ce qui provoque une transition isolant-métal et induit une forte décroissance de résistivité. Les champs magnétiques nécessaires à la destruction de cet ordre de charges sont beaucoup trop élevés pour envisager une application. L'étude de ces films minces de manganites déposés par ablation laser pulsé a permis de mettre en évidence l'effet des contraintes induites par le substrat sur ces matériaux (compression ou extension). Ces contraintes sont susceptibles de modifier la structure ainsi que les propriétés de transport des films. Ainsi après avoir synthétisé ces films, j'ai réalisé un ensemble de caractérisations structurales et de transport à des épaisseurs variables permettant de comparer les différents comportements de ces matériaux sous forme de films minces. Nous avons observé une importante diminution du champ magnétique critique. Le fait de modifier les régimes de contraintes nous a permis de mieux comprendre les phénomènes physiques mis en jeu. On a pu constater que dans la plupart des cas, l'orientation du film par rapport au substrat est celle qui minimise les contraintes s'exerçant à l'interface. Le substrat a ainsi deux effets majeurs sur le film, il va déformer la maille, et cette déformation augmentera avec l'augmentation de l'intensité des contraintes. Le deuxième effet est une trempe structurale, le substrat va geler les paramètres du film et empêcher toute transition structurale, entre autre celle qui a lieu à basse température et qui permet une plus grande stabilité de l'ordre de charges. Ces deux effets permettent d'expliquer l'importante diminution du champ magnétique critique que l'on peut observer dans ces films.

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David, Adrian. "Propriétés structurales et électroniques de couches minces liées aux interfaces entre perovskites." Caen, 2010. http://www.theses.fr/2010CAEN2055.

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Les oxydes sont l’objet de nombreuses études dans le domaine de la chimie des matériaux. Leur synthèse sous forme de films minces permet d’obtenir des matériaux qui ne peuvent être stabilisés par des voies de synthèse classiques. Ces films minces peuvent alors présenter des propriétés structurales et physiques originales par le contrôle des interactions électroniques aux interfaces. C’est dans cette thématique, à la frontière entre la chimie du solide, la physico-chimie des interfaces et la matière condensée, que s’inscrit ce travail de thèse. Les recherches se sont focalisées sur la croissance et les caractérisations physiques, structurales et microstructurales de films minces d’oxydes fonctionnels. Dans cette optique deux systèmes ont été étudiés. Premièrement, la synthèse et la caractérisation du composé BiCrO3 , placé dans le contexte des matériaux multiferroïques dans la lignée des composés BiMnO3 et BiFeO3, sont décrites. Une étude microstructurale réalisée par microscopie électronique en transmission a révélé la coexistence de plusieurs formes cristallographique dans la même phase. Deux phases ont été identifiées comme étant les phases haute et basse température déjà décrites dans le matériau massif. Une troisième phase non répertoriée est décrite comme étant une phase d’adaptation générée par les contraintes du substrat. Une deuxième partie est consacrée à l’étude du système LaVO3/SrVO3 synthétisé sous forme de super-réseau, dont la description du protocole de croissance a fait l’objet d’une attention particulière. Il s’agit d’un système électronique fortement corrélé qui peut présenter un comportement conducteur dans certaines conditions de synthèse. Les films ont aussi montré un comportement ferromagnétique inattendu. Ces deux études sont basées sur une étude structurale poussée qui a permis la compréhension des mécanismes de propriétés physiques intéressantes Oxides are the subject of numerous studies in the field of the chemistry of materials. The synthesis of thin films can lead to materials which can not be stabilized using classical ways of synthesis. Those materials can present original physical and structural properties resulting from the control of the electronical interactions at the interfaces. This thesis is at the boundary between solid chemistry and condensed matter. The manuscript is focused on the synthesis, the microstructure and the physical properties of functional oxide thin films. Two different studies are described. First the synthesis and the characterization of the BiCrO3 compound are studied. This material is placed in the context of the multiferroic compounds as BiFeO3 and BiMnO3. A microstructural study realised by transmission electronic microscopy revealed the presence of several crystallographic forms in the same phase. Two phases are identified as the high and low temperature phases described in the bulk. A third variant, unidentified yet, is presented as an adaptation phase generated by the substrate induced strains. A second is devoted to the study of the LaVO3/SrVO3 system, synthesized in the form of superlattices. This system is strongly correlated and it can present a metallic behaviour according to the synthesis conditions. The thin films show an unexpected ferromagnetic behaviour. Those two studies are based on a complete structural study which allows the understanding of the mechanism of interesting physical properties

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Mouchel, Séverine. "Contribution à l’étude d’un composant supraconducteur à inductance élevée : synthèse et caractérisation." Caen, 2007. http://www.theses.fr/2007CAEN2004.

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Ce manuscrit est consacré à l’étude de superréseaux constitués alternativement de couches supraconductrices (YBa2Cu3O7-δ) et isolantes (LaAlO3) présentant un caractère inductif. La première étape de ce travail de thèse a été de rechercher les conditions optimales de dépôt par pulvérisation laser sous faible pression d’oxygène de tels superréseaux permettant leur fabrication de façon reproductible. Faisant suite à la synthèse puis à la mise en forme des échantillons par photolithographie, des mesures électriques ont été effectuées qui ont mis en évidence le caractère inductif de certains superréseaux. Il s’est avéré au cours de ce travail que d’autres échantillons ne présentaient pas de caractère inductif. Des mesures magnétiques ont été réalisées afin d’essayer d’en déterminer les raisons. Les résultats expérimentaux exposés dans ce manuscrit montrent qu’il est possible de réaliser des composants inductifs à partir de superréseaux supraconducteur/isolant. Néanmoins des problèmes restent à résoudre et en particulier la mise au point d’un processus de dépôt garantissant la bonne oxygénation de l’ensemble des couches supraconductrices This manuscript is devoted to the study of superlattices consisting of stacked layers alternatively superconductive (YBa2Cu3O7-δ) and insulating (LaAlO3) showing inductive properties. The first stage of this work was to determine the optimal conditions for the deposition by laser ablation of superlattices with reproducible properties. Following the deposition and the micromachining of the samples by standard photolithography techniques, electrical measurements were carried out to highlight and characterize the inductive character of the superlattices. During this work some samples turned out not to be inductive. Magnetic measurements were carried out in order to determine the reasons of this behavior. The experimental results reported in this manuscript show that it is possible to make inductive components with supraconductor/insulator superlattices. Nevertheless, there remain some problems, especially the definition of a deposition process making sure that the oxygen content of all the superconductive layers is optimal

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