Étude d'agrégats d'oxydes de terres rares

par David Nicolas

Thèse de doctorat en Physique de la matière condensée

Sous la direction de Patrice Melinon.

Soutenue en 2007

à Lyon 1 .


  • Résumé

    Ce travail concerne la synthèse et l’étude de nanoparticules d’oxydes de terres rares. Les agrégats sont synthétisés par LECBD (Low Energy Cluster Beam Deposition) puis déposés sur différents substrats pour analyse. La spectroscopie de photoélectrons X montre que les agrégats produits possèdent la stœchiométrie du matériau massif. Les dépôts sont imagés par microscopie électronique. Dans les conditions usuelles les agrégats déposés ont une taille faiblement dispersée autour d’une valeur moyenne de 3 nm. Les agrégats sont alors cristallisés et présentent une forme particulière, le dodécaèdre rhombique. La conservation de la structure cristalline ainsi que la stabilité particulière du dodécaèdre rhombique sont discutées en relation avec les propriétés de la liaison ionique. Les propriétés de luminescence de Gd2O3 dopé Eu3+ ont permis de mettre en évidence une transition de structure pour les agrégats de très petite taille. Cette transition peut être expliquée par la pression de Gibbs induite par la tension de surface. La simulation de la luminescence des agrégats montre l’influence importante de la surface dans l’élargissement inhomogène des spectres de luminescence des nanoparticules. Le confinement quantique dans Gd2O3 dopé Eu3+ est démontré. Le comportement observé présente des similitudes avec celui de matériaux moins ioniques. Une interprétation est proposée

  • Titre traduit

    Study of rare earth oxide clusters


  • Résumé

    This work relates to the synthesis and the study of rare earth oxide nanoparticles. The clusters are synthesized by LECBD (Low Energy Cluster Beam Deposition) then deposited on different substrates for analysis. The X ray photoelectron spectroscopy shows that the produced aggregates have the stoichiometry of bulk material. The deposits are observed by electronic microscopy. Under the usual conditions the aggregates deposited have a size slightly dispersed around an average value of 3nm. The clusters are then crystallized and present a particular form, the rhombic dodecahedron. The conservation of the crystalline structure as well as the particular stability of the rhombic dodecahedron are discussed in relation to the properties of the ionic bond. The properties of luminescence of Eu3+ doped Gd2O3 made it possible to highlight a structure transition for the aggregates of very small size. This transition can be explained by the Gibbs pressure induced by the surface stress. The simulation of the luminescence of the clusters shows the major influence of surface in the inhomogenous widening of the luminescence spectra of the nanoparticles. Quantum confinement in Eu3+ doped Gd2O3 is shown. The behavior observed presents similarities with that of less ionic materials. An interpretation is proposed

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Informations

  • Détails : 1 vol. (167 p.)
  • Annexes : 126 réf. bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T50/210/2007/55bis
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