Etude de la structure locale et de la luminescence de matériaux optoélectroniques par spectroscopie d'absorption des rayons X PDF Download
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Author: Nicola Daldosso
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Languages : fr
Pages : 159
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Book Description
Dans ce travail experimental, des systèmes confinés de silicum tels que le silicum poreux et des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe ont été étudiés, dans le but de contribuer au débat concernant les mécanismes d'émission de luminescence. L'idée centrale était de trouver une corrélation entre les propriétés optiques et structurales afin de caractériser les sites luminescents. Pour cela, nous avons utilisé les potentialités de la spectroscopie d'absorption des rayons X ; des spectres de "total electonyied" (TEY) et de "photo-luminescence yied" (PLY) ont été analysés (EXAFS ou XANES) pour obtenir des informations électroniques et structurales. La comparaison entre TEY et PLY a permis de carctériser les nanostructures luminescentes à l'aide d'une interprétation basée sur la sélectivité de la technique PLY aux sites luminescents. L'étude du silicium poreux a mis en évidence le lien existant entre la préparation des échantillons et les caractéristiques optiques et struturales. Nos mesures ont montré que le mécanisme d'émission est surtout dû au confinement quantique des nanostructures; cependant l'influence de la passivation de la surface, particulièrement celle des oxydes et hydroxides, ne peut être négligée. L'étude des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe a été effectuée grâce à la sensitivité de la technique PLY et nous a conduit à une caractérisation structurale de la région d'interface entre les nanocristaux et la matrice de silice amorphe. L'interprétation des résultats expérimentaux a été menée conjointement avec une discussion plus générale sur la sélectivité de la technique PLY, comportant une comparaison critique avec d'autres travaux reportés dans la littérature. Nous avons montré qu'il est possible non seulement de distinguer les nanostructures luminescentes des nanostructures non-luminescentes, mais de sélectionner différentes sites luminescents par l'intermédiaire de leur énergie d'émission (PLY partiel).
Author: Nicola Daldosso
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Languages : fr
Pages : 159
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Dans ce travail experimental, des systèmes confinés de silicum tels que le silicum poreux et des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe ont été étudiés, dans le but de contribuer au débat concernant les mécanismes d'émission de luminescence. L'idée centrale était de trouver une corrélation entre les propriétés optiques et structurales afin de caractériser les sites luminescents. Pour cela, nous avons utilisé les potentialités de la spectroscopie d'absorption des rayons X ; des spectres de "total electonyied" (TEY) et de "photo-luminescence yied" (PLY) ont été analysés (EXAFS ou XANES) pour obtenir des informations électroniques et structurales. La comparaison entre TEY et PLY a permis de carctériser les nanostructures luminescentes à l'aide d'une interprétation basée sur la sélectivité de la technique PLY aux sites luminescents. L'étude du silicium poreux a mis en évidence le lien existant entre la préparation des échantillons et les caractéristiques optiques et struturales. Nos mesures ont montré que le mécanisme d'émission est surtout dû au confinement quantique des nanostructures; cependant l'influence de la passivation de la surface, particulièrement celle des oxydes et hydroxides, ne peut être négligée. L'étude des nanocristaux de silicum dans la silice amorphe a été effectuée grâce à la sensitivité de la technique PLY et nous a conduit à une caractérisation structurale de la région d'interface entre les nanocristaux et la matrice de silice amorphe. L'interprétation des résultats expérimentaux a été menée conjointement avec une discussion plus générale sur la sélectivité de la technique PLY, comportant une comparaison critique avec d'autres travaux reportés dans la littérature. Nous avons montré qu'il est possible non seulement de distinguer les nanostructures luminescentes des nanostructures non-luminescentes, mais de sélectionner différentes sites luminescents par l'intermédiaire de leur énergie d'émission (PLY partiel).
Author: OLIVIER.. TOULEMONDE
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Category :
Languages : fr
Pages : 236
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LES SYSTEMES LN 0 . 7A 0 . 3MNO 3 ET LN 0 . 5CA 0 . 5MN 1 XB XO 3 PRESENTENT TOUT LES ASPECTS DU COMPORTEMENT MAGNETIQUE ET DE TRANSPORT DES OXYDES DE MANGANESE A MAGNETORESISTANCE GEANTES. ILS ONT ETE AINSI ETUDIES DE FACON SYSTEMATIQUE. TOUT D'ABORD, L'ETUDE DE SPECTRES D'ABSORPTION DE RAYONS X EN FONCTION DE LA TAILLE DES CATIONS EN SITE A DE LA PEROVSKITE, AUX SEUILS L 2 , 3 DU MANGANESE ET K DE L'OXYGENE DE COMPOSES LN 0 . 7A 0 . 3MNO 3 NOUS A PERMIS DE CORRELER AU PASSAGE DE LA TRANSITION METAL/ISOLANT, L'OBSERVATION DE MODIFICATIONS DE STRUCTURES FINES A DES VARIATIONS STRUCTURALES LOCALES ET MOYENNES AUTOUR DU MANGANESE. L'OBSERVATION PAR SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION DE RAYONS X D'UNE VARIATION JAHN-TELLER STATIQUE ET/OU DYNAMIQUE FUT ALORS AVANCEE EN CORRELATION AVEC DES ETUDES DE DIFFRACTIONS DE NEUTRONS. PUIS, LES ETUDES DE DICHROISME CIRCULAIRE MAGNETIQUE AUX SEUILS M 4 , 5 DES TERRES RARES ONT DEMONTRE L'EXISTENCE D'UN ORDRE FERROMAGNETIQUE SUR LES IONS SONDES. EN CONSIDERANT L'EFFET DE DESORDRE NUCLEAIRE DES IONS SUR LE SITE A DE LA PEROVSKITE, IL EN RESULTE UN DESORDRE MAGNETIQUE DONT LES EFFETS SUR LES PROPRIETES DE TRANSPORT ONT ETE DISCUTES. ENFIN, LES VARIATIONS DE PROPRIETES PHYSIQUES INDUITS PAR DOPAGE DU SITE B DE MANGANITES LN 0 . 5CA 0 . 5MNO 3 PRESENTANT UN ORDRE DE CHARGES ONT ETE ABORDEES. LES MESURES AUX SEUILS K DES ELEMENTS DE TRANSITION ONT DETERMINE LES ETATS DE CHARGES DES DOPANTS ET MIS EN EVIDENCE UNE AUGMENTATION DU RAPPORT MN 4 +/MN 3 + PAR DOPAGE. LES MODIFICATIONS DES PROPRIETES DE TRANSPORT NE SONT ALORS EXPLIQUEES QUE PAR UNE MODIFICATION DE LA MOBILITE DES PORTEURS PAR LE DOPANT. NOTRE ETUDE D'ABSORPTION DE RAYONS X AUX SEUILS L 2 , 3 DU MANGANESE ET DES DOPANTS, ETABLIT QUE LES MECANISMES DE TRANSFERT DE CHARGES (IMPORTANTS DANS LE CAS DU CHROME ET LIMITES DANS LE CAS DU CO ET NI) ASSOCIES AU PHENOMENE DE DOUBLE ECHANGE EXPLIQUENT DE FACON SATISFAISANTE LES DIFFERENCES DE COUPLAGES MAGNETIQUES OBSERVES PAR DES EXPERIENCES DE DICHROISME CIRCULAIRE MAGNETIQUE.
Author: Claude Esnouf
Publisher: EPFL Press
ISBN: 2880748844
Category : Crystallography
Languages : fr
Pages : 598
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Cet ouvrage présente de façons exhaustive et pédagogique les bases physiques et méthodologiques de caractérisation des matériaux basées sur l'utilisation des rayonnements X et électronique. Rédigé par l'un des meilleurs spécialistes francophones du domaine, les six chapitres de cet ouvrage couvrent l'ensemble de la discipline, depuis l'exposé du langage spécialisé de la cristallographie jusqu'aux méthodes fines impliquant les grands instruments scientifiques. Les méthodes basées sur l'usage du rayonnement X et du rayonnement électronique et mettant en oeuvre la diffraction ou l'imagerie sont exposées en détail, tout comme les nombreux modes d'imagerie électronique. Un chapitre entier est par ailleurs dévolu à la présentation des spectroscopies utiles tant à la caractérisation d'ordre chimique que celle d'ordre structural. Illustré de nombreux exemples et d'exercices résolus, ce manuel constitue une véritable référence pour les étudiants de second cycle d'écoles d'ingénieur, de Master, ainsi que pour les praticiens désireux d'approfondir leurs connaissances dans le domaine.
Author: Yvette Cauchois
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Category : Matter
Languages : fr
Pages : 128
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Author: Christophe Cartier dit Moulin
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Languages : en
Pages : 356
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ln this work, molecular complexes of the first period transition elements are studied by X-ray absorption spectroscopy.The first point is devoted to a fundamental study of the absorption edge: we take advantage of the versatility of coordination chemistry, to study complexes, with different stereochemistries and electronic structures. ln the case of isolated molecules with well-known structures, we point out the influence of oxidation and spin states of the metallic ion, symmetry, metal-ligand distances and remote neighbours shells upon the edge. We discuss the transitions towards bound states using a molecular orbital approach. As for the XANES part of the spectrum, we use multiple scattering theory. We discuss the interest and the limitations of the two models. Sorne weak bands can be attributed to bielectronic transitions.This knowledge of the influence of different structural and electronic parameters which impel the fine structures of the edge and EXAFS spectroscopy are then used to characterise the local structure and stereochemistry of new compounds, of interest for their physical, chemical and catalytic properties.Then we studied:- The structural changes occurring during thermal spin cross-over in iron(ll), iron(lll) and cobalt(ll) complexes.- The stereochemistry of titanium(IV) complexes active in oxidation of sulfides in sulfoxides :at each reaction step, species are octahedral and do not show di μ oxo geometry.- The local order in basket-handle iron porphyrins, model compounds of haemoglobin. The spectrum of the oxy species allows to propose a Fe(ll)-02 formulation rather than a Fe(lll)-02 -.We used the time resolved EXAFS spectrometer at LURE to record structural kinetics data and study iron surroundings during the oxidation of an iron(ll) basket-handle porphyrin.
Author: Claire Duchesne
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Languages : fr
Pages : 370
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L'ACCES AUX PROPRIETES OPTIQUES NON LINEAIRES DE MATERIAUX TELS QUE LES VERRES MINERAUX OUVRE DE NOUVELLES PERSPECTIVES DANS LE DOMAINE DU TRANSPORT DE L'INFORMATION PAR FIBRE OPTIQUE, VOIRE DANS CELUI DE LA COMMUTATION OPTIQUE FONCTIONNANT AVEC DES TEMPS DE REPONSE TRES BREFS (DOMAINE DE LA SUBPICOSECONDE). CONCRETEMENT, LEUR POTENTIALITE PEUT ETRE ESTIMEE PAR UNE FIGURE DE MERITE F, EXPRESSION D'UN COMPROMIS QUI DOIT ETRE TROUVE ENTRE LA NECESSITE D'ACCROITRE LA VITESSE ET L'AMPLITUDE DE CHANGEMENT D'INDICE DE REFRACTION ET L'OBLIGATION D'ATTENUER LA VARIATION THERMIQUE DE L'INDICE DUE A L'ECHAUFFEMENT DU MATERIAU QUE PROVOQUE L'INTENSITE DU FAISCEAU LUMINEUX. UNE ANALYSE DES CRITERES DE CHOIX DES MATERIAUX NOUS A CONDUIT A CENTRER CETTE PREMIERE ETUDE SUR DES VERRES DU SYSTEME NA#2O-TIO#2-P#2O#5. LES RESULTATS PEUVENT S'ANALYSER EN TERME DE RECONNAISSANCE DES ENTITES STRUCTURALES SE FORMANT DANS LES VERRES ET DE PERFORMANCES OBTENUES SUR LE PLAN DES NON LINEARITES OPTIQUES: L'ANALYSE STRUCTURALE DES VERRES EFFECTUEE ESSENTIELLEMENT PAR SPECTROSCOPIE D'ABSORPTION DES RAYONS X A CONDUIT A L'IDENTIFICATION DES ENTITES HYPERPOLARISABLES A L'ORIGINE DES PROPRIETES NON LINEAIRES, A SAVOIR LES GROUPEMENTS TIO LES VALEURS DES INDICES NON LINEAIRES SE SITUENT UN PEU AU-DESSOUS DE CELLES DES VERRES CONTENANT DES IONS LOURDS. EN REVANCHE, L'ABSENCE DE TELS CONSTITUANTS A PERMIS D'ACCROITRE CONSIDERABLEMENT LES FACTEURS DE MERITE. DE CE POINT DE VUE, CES PHOSPHATES SE PLACENT SANS DOUTE EN TETE PAR RAPPORT A TOUS LES RESULTATS PUBLIES A CE JOUR. ENFIN, LA PERTINENCE DES VALEURS EXPERIMENTALES DES INDICES LINEAIRES ET NON LINEAIRES A PU ETRE MISE EN EVIDENCE PAR UNE TENTATIVE DE MODELISATION. CETTE APPROCHE REPOSE SUR LE MODELE DE M. E. LINES QUI A DECRIT LA REPONSE ELECTRONIQUE D'UN CRISTAL SOUS L'EFFET D'UNE PERTURBATION ELECTROMAGNETIQUE EN TERME DE PROCESSUS INTERIONIQUE PAR UNE ANALYSE DE LA LIAISON ANION-CATION
Author: Ch.-Ed Guillaume
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Languages : fr
Pages : 160
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Author: Françoise Villain
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Languages : fr
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Author: Thomas Noblet
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Languages : fr
Pages : 0
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Les processus physico-chimiques se produisant au sein des nanoparticules que sont les boîtes quantiques semiconductrices (QDs) sont à l'origine d'une nouvelle classe de sondes fluorescentes trouvant des applications en catalyse, en reconnaissance moléculaire et en imagerie. Le confinement quantique des électrons aux sein de ces objets luminescents, qui donne lieu à leur structure excitonique si particulière, permet de tirer simultanément profit de leurs propriétés optiques d'absorption et d'émission dans la gamme spectrale visible, et ce, dans le but de faciliter la détection et l'identification des espèces chimiques situées dans leur environnement proche. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à des QDs de 3 à 4 nm de diamètre, composées d'un alliage ternaire de cadmium, de tellure et de soufre, et fonctionnalisées par des ligands mercaptocarboxyliques. De manière à déterminer l'ensemble de leurs propriétés structurales, chimiques et optoélectroniques, nous les avons tout d'abord caractérisées à l'état de solutions colloïdales par diverses techniques expérimentales : microscopie électronique, zêta-métrie, analyse par diffusion dynamique de la lumière, spectroscopies de rayons X, d'absorption UV-visible et d'émission de fluorescence. Ceci nous a permis de déduire la composition chimique des nanocristaux, leur structure cristalline, leur taille, leur dispersion en taille, la composition chimique de leurs ligands, les énergies propres de leurs états électroniques, leur moments dipolaires de transition et leur section efficace d'absorption. Fort de ces connaissances, nous avons pu développer un modèle analytique pour calculer la susceptibilité diélectrique des QDs et extraire de cette manière leur fonction de réponse linéaire, véritable carte d'identité optoélectronique. Nous avons ensuite optimisé la conception par voie chimique d'interfaces composées de QDs et de différentes espèces moléculaires organiques, dépôts réalisés sous forme de monocouches ou de films épais sur des substrats solides plans de silicium, de verre et de fluorure de calcium fonctionnalisés par des organosilanes. Ces interfaces substrat/QDs/molécules ont alors été étudiées par spectroscopie linéaire d'absorption UV-visible et par spectroscopie optique non-linéaire de génération de fréquence-somme (SFG). La première nous a permis de déterminer la densité superficielle des QDs déposés et d'en caractériser la stabilité temporelle, et la seconde, qui combine deux lasers visible et infrarouge, d'identifier la signature vibrationnelle des ligands recouvrant les QDs. Grâce à ces échantillons, nous avons alors montré par spectroscopie SFG deux couleurs l'existence d'un couplage vibroélectronique entre les QDs et leur environnement moléculaire. En particulier, nous avons démontré que l'amplitude de vibration des modes moléculaires associés aux ligands des QDs et aux organosilanes greffés sur les substrats est maximale lorsque les QDs sont eux-mêmes stimulés par la lumière visible dans leur premier état excitonique. Cette démonstration expérimentale s'accompagne par ailleurs d'une démonstration théorique : en utilisant les diagrammes de Feynman dans l'espace des fréquences imaginaires de Matsubara, nous avons déterminé l'expression analytique de la susceptibilité non-linéaire d'ordre 2 du complexe QD/molécule. Nous avons alors vérifié que l'hypothèse d'un couplage dipolaire entre QDs et molécules menait à une modélisation de la réponse vibrationnelle SFG compatible avec les mesures expérimentales. De cette manière, l'existence d'un couplage vibroélectronique de nature dipolaire entre boîtes quantiques et molécules est attesté.
Author: Damien Manuel
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Languages : fr
Pages : 149
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Book Description
Ce travail de thèse a pour objectif l'amélioration et le développement de méthodes de prise en compte des vibrations atomiques dans les calculs ab initio de spectres d'absorption des rayons X, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en ondes planes avec pseudo-potentiels.Des spectres expérimentaux au seuil K de l'aluminium dans le corindon et le béryl ont été mesurés pour des températures allant de 300 à 930K, dans le but d'observer l'impact des vibrations thermiques sur les structures spectrales.Des modèles théoriques ont été développés pour essayer, par le calcul numérique, de rendre compte des effets expérimentaux, notamment au niveau du pré-seuil.Le problème connexe du core level shift a également été étudié sur la sillimanite, l'andalousite et le germanate de potassium, en rapport avec la simulation numérique par DFT.Ce phénomène intervient lorsque, dans un matériau cristallin, deux ou plus atomes d'un même type sont présents dans des sites non-équivalents.
