Influence de Taille Et de la Structure Des Germes Dans la Formation de Nanoparticules D'or Anisotropes PDF Download

Author: Zeliha Cansu Canbek
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Between the ongoing research on various type of nanomaterials to tune the particle sizeand crystal design in nanoscale for their potential applications, anisotropic gold nanoparticleshas attracted the most intention not only because of their divine color but also their enhancedcatalytic activities, optical properties and electrical conductivities. Event though, many effortshave been already made in the field of synthesis of anisotropic gold nanoparticles, withdefined sizes and structures, growth mechanism of many unique anisotropic shapes is still acontroversial subject.Overall objective of this thesis is to understand the origin of anisotropy during theformation of anisotropic gold nanoparticles, especially gold nanorods, in liquid phase. For ourenvisaged aim, between numerous synthetic methods developed for production ofnanoparticles, seed mediated approach is chosen for the fabrication of final anisotropic goldnanoparticles from small seeds which is grown into final nanoparticle later on. During thesynthesis of nanoparticles, those seeds play critical role as precursors to control the yield ofand the crystal structure of final anisotropic nanoparticle. Here we offer a systematical studyon the origin of anisotropy with respect to “seed size” and “crystal morphology”. Since thesesmall particles are the genesis of anisotropic metal nanoparticle synthesis, in this thesis weanswer following questions to explain the origin of anisotropy;i. How to control the crystal structure and the size of the seeds?ii. What are the influences of controlled seed size and structure on the kinetics ofnanoparticle growth?

Author: Chahineze Harkati Kerboua
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Résumé Dans la présente thèse, nous avons étudié la déformation anisotrope par bombardement ionique de nanoparticules d'or intégrées dans une matrice de silice amorphe ou d'arséniure d'aluminium cristallin. On s'est intéressé à la compréhension du mécanisme responsable de cette déformation pour lever toute ambigüité quant à l'explication de ce phénomène et pour avoir une interprétation consistante et unique. Un procédé hybride combinant la pulvérisation et le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma a été utilisé pour la fabrication de couches nanocomposites Au/SiO2 sur des substrats de silice fondue. Des structures à couches simples et multiples ont été obtenues. Le chauffage pendant ou après le dépôt active l'agglomération des atomes d'Au et par conséquent favorise la croissance des nanoparticules. Les nanocomposites Au/AlAs ont été obtenus par implantation ionique de couches d'AlAs suivie de recuit thermique rapide. Les échantillons des deux nanocomposites refroidis avec de l'azote liquide ont été irradiés avec des faisceaux de Cu, de Si, d'Au ou d'In d'énergie allant de 2 à 40 MeV, aux fluences s'étendant de 1×1013 à 4×1015 ions/cm2, en utilisant le Tandem ou le Tandetron. Les propriétés structurales et morphologiques du nanocomposite Au/SiO2 sont extraites en utilisant des techniques optiques car la fréquence et la largeur de la résonance plasmon de surface dépendent de la forme et de la taille des nanoparticules, de leur concentration et de la distance qui les séparent ainsi que des propriétés diélectriques du matériau dans lequel les particules sont intégrées. La cristallinité de l'arséniure d'aluminium est étudiée par deux techniques: spectroscopie Raman et spectrométrie de rétrodiffusion Rutherford en mode canalisation (RBS/canalisation). La quantité d'Au dans les couches nanocomposites est déduite des résultats RBS. La distribution de taille et l'étude de la transformation de forme des nanoparticules métalliques dans les deux nanocomposites sont déterminées par microscopie électronique en transmission. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail ont fait l'objet de trois articles de revue. La première publication montre la possibilité de manipuler la position spectrale et la largeur de la bande d'absorption des nanoparticules d'or dans les nanocomposites Au/SiO2 en modifiant leur structure (forme, taille et distance entre particules). Les nanoparticules d'Au obtenues sont presque sphériques. La bande d'absorption plasmon de surface (PS) correspondante aux particules distantes est située à 520 nm. Lorsque la distance entre les particules est réduite, l'interaction dipolaire augmente ce qui élargit la bande de PS et la déplace vers le rouge (602 nm). Après irradiation ionique, les nanoparticules sphériques se transforment en ellipsoïdes alignés suivant la direction du faisceau. La bande d'absorption se divise en deux bandes : transversale et longitudinale. La bande correspondante au petit axe (transversale) est décalée vers le bleu et celle correspondante au grand axe (longitudinale) est décalée vers le rouge indiquant l'élongation des particules d'Au dans la direction du faisceau. Le deuxième article est consacré au rôle crucial de la déformation plastique de la matrice et à l'importance de la mobilité des atomes métalliques dans la déformation anisotrope des nanoparticules d'Au dans les nanocomposites Au/SiO2. Nos mesures montrent qu'une valeur seuil de 2 keV/nm (dans le pouvoir d'arrêt électronique) est nécessaire pour la déformation des nanoparticules d'or. Cette valeur est proche de celle requise pour la déformation de la silice. La mobilité des atomes d'Au lors du passage d'ions est confirmée par le calcul de la température dans les traces ioniques. Le troisième papier traite la tentative de formation et de déformation des nanoparticules d'Au dans une matrice d'arséniure d'aluminium cristallin connue pour sa haute résistance à l'amorphisation et à la déformation sous bombardement ionique. Le résultat principal de ce dernier article confirme le rôle essentiel de la matrice. Il s'avère que la déformation anisotrope du matériau environnant est indispensable pour la déformation des nanoparticules d'or. Les résultats expérimentaux mentionnés ci-haut et les calculs de températures dans les traces ioniques nous ont permis de proposer le scénario de déformation anisotrope des nanoparticules d'Au dans le nanocomposite Au/SiO2 suivant: -Chaque ion traversant la silice fait fondre brièvement un cylindre étroit autour de sa trajectoire formant ainsi une trace latente. Ceci a été confirmé par la valeur seuil du pouvoir d'arrêt électronique. -L'effet cumulatif des impacts de plusieurs ions conduit à la croissance anisotrope de la silice qui se contracte dans la direction du faisceau et s'allonge dans la direction perpendiculaire. Le modèle de chevauchement des traces ioniques (overlap en anglais) a été utilisé pour valider ce phénomène. -La déformation de la silice génère des contraintes qui agissent sur les nanoparticules dans les plans perpendiculaires à la trajectoire de l'ion. Afin d'accommoder ces contraintes les nanoparticules d'Au se déforment dans la direction du faisceau. -La déformation de l'or se produit lorsqu'il est traversé par un ion induisant la fusion d'un cylindre autour de sa trajectoire. La mobilité des atomes d'or a été confirmée par le calcul de la température équivalente à l'énergie déposée dans le matériau par les ions incidents. Le scénario ci-haut est compatible avec nos données expérimentales obtenues dans le cas du nanocomposite Au/SiO2. Il est appuyé par le fait que les nanoparticules d'Au ne se déforment pas lorsqu'elles sont intégrées dans l'AlAs résistant à la déformation.

Author: Abel Azaad Mouberi Tsika
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Languages : fr
Pages : 150

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Le travail de cette thèse a consisté tout d’abord à étudier les mécanismes de formation de nanoparticules carbonées à partir de la pulvérisation d’une cathode graphitique dans des décharges luminescentes. Les histogrammes de tailles ainsi que les analyses de structure montrent que leur croissance au cours du temps est caractérisée par deux modes principaux: un mode rapide correspondant à une croissance par double agglomération et par dépôt, suivi d’un mode lent correspondant à une croissance par dépôt. Ce dernier cas apparaît au cours du temps lorsque les nanoparticules sont chargées négativement. Cette étude a été complétée par l’analyse des modifications de l’émission lumineuse du plasma et de la tension de décharge qui résultent des mécanismes de charge des nanoparticules. Les résultats expérimentaux ont été illustrés par le développement de modèles théoriques classiques portant, i) sur les fluctuations de charge des plus petites particules permettant d’expliquer la croissance par agglomération et ii) sur les mécanismes de chauffage des nanoparticules par interaction avec le plasma. Ce dernier point a permis d’interpréter les variations de structure des nanoparticules carbonées en fonction de leur taille.

Author: David Adler
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 1489922601
Category : Science
Languages : en
Pages : 448

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The Institute for Amorphous Studies was founded in 1982 as the international center for the investigation of amorphous mate rials. It has since played an important role in promoting the und er standing of disordered matter in general. An Institute lecture series on "Fundamentals of Amorphous Materials and Devices" was held during 1982-83 with distinguished speakers from universities and industry. These events were free and open to the public ,and were attended by many representatives of the scientific community. The lectures themselves were highly successful inasmuch as they provided not only formal instruction but also an opportunity for vigorous and stimulating debate. That last element could not be captured within the pages of a book I but the lectures concentrated on the latest advances in the field I which is why their essential contents are he re reproduced in collective form. Together they constitute an interdisciplinary status report of the field. The speakers brought many different viewpoints and a variety of back ground experiences io bear on the problems involved I but though language and conventions vary I the essential unity of the concerns is very clear I as indeed are the ultimate benefits of the many-sided approach.