Structure et propietes magnetiques de nanoparticules de metaux de transition elaborees par implantation ionique dans de verres de silice

• Auteur / Autrice : OCTAVIO CINTORA GONZALEZ
• Direction : Jean L. Guille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

Des substrats de silice ont ete implantes avec du cobalt et du nickel. La caracterisation physico-chimique des materiaux obtenus a ete effectuee principalement par rbs, microscopie electronique a transmission et absorption x. Apres implantation, le metal se trouve a la fois sous forme metallique (cfc pour le nickel et majoritairement hcp pour le cobalt) et sous forme oxydee. La proportion de metal depend a la fois de sa nature et des conditions d'implantation. Elle est independante du type de substrats dans le cas du nickel, et croit avec sa teneur en groupement silanols dans le cas du cobalt. La taille des particules metalliques est de l'ordre de quelques nanometres tandis que les particules non-metalliques sont sub-nanometriques. En bon accord avec ces tailles, on observe a 295 k un comportement super-paramagnetique sauf dans le cas du cobalt implante a basse energie (30 kev) ou il est ferro-magnetique. Un traitement thermique effectue sous argon a 873 k n'a que peu d'influence excepte dans le cas du cobalt implante a basse energie, ou il provoque une oxydation du metal. Les memes traitements effectues sous hydrogene provoquent le grossissement des particules metalliques au detriment des particules oxydees. Par ailleurs une transition de phase des particules de cobalt vers la structure cubique a ete mise en evidence par rmn. Parallelement des mesures d'absorption optique ont permis de caracteriser partiellement les defauts induits par l'implantation et leur evolution au cours des traitements thermiques. L'ensemble de ces observations nous a conduits a proposer un modele permettant d'expliquer la formation des deux types de particules, base sur des considerations collisionelles et thermodynamiques.