Synthèse et étude de systèmes coeur/coquille à base de nanotubes de carbone

par Lucile Orcin chaix

Thèse de doctorat en Nanophysique

Sous la direction de Jean-Sébastien Lauret et de Stéphane Campidelli.

Soutenue le 16-07-2019

à Paris Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et Matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec École normale supérieure Paris-Saclay (Cachan, Val-de-Marne) (établissement opérateur d'inscription) et de Laboratoire Aimé Cotton (Orsay, Essonne ; 1927-....) (laboratoire) .

Le président du jury était Catherine Schwob.

Le jury était composé de Nicolas Izard, Rachel Méallet-Renaud.

Les rapporteurs étaient Nedjma Bendiab, Emmanuel Flahaut.


  • Résumé

    Les nanotubes de carbone mono-feuillets sont actuellement étudiés et développés du fait de leurs propriétés physiques uniques. En particulier, l'émission de photons uniques à température ambiante a été récemment publiée. Dans le but d'intégrer les nanotubes de carbone dans des dispositifs, des efforts doivent être faits du point de vue expérimental. Les nanotubes étant exclusivement constitués d'atomes de surface, leurs propriétés électroniques et optiques sont fortement influencées par leur environnement local. Par exemple, les phénomènes de scintillement et de diffusion spectrale sont observés lors d'expériences à basse température. Par ailleurs, les nanotubes sont des objets fragiles qui sont dégradés par les étapes de lithographie standard nécessaires à la réalisation de dispositifs photoniques. Notre stratégie est de synthétiser des nanostructures cœur-coquille : le nanotube de carbone constitue le cœur actif tandis qu'un polymère agit en tant que coquille protectrice. La synthèse et la caractérisation de ces nouveaux objets seront décrites en détails ainsi que leur étude en tant que candidats pour des dispositifs. Une étude de microphotoluminescence à basse température permettra de caractériser leurs propriétés en termes de scintillement et de diffusion spectrale.

  • Titre traduit

    Synthesis and study of core/shell systems based on carbon nanotubes


  • Résumé

    The single-wall carbon nanotubes are currently studied and developed because of their unique physical properties. In particular, single-photon emission at room temperature has been recently reported. In order to integrate carbon nanotubes in devices, efforts have to be made on the material side. Nanotubes being only made of surface atoms their electronic and optical properties are strongly influenced by their local environment. For instance, blinking and spectral diffusion processes are observed in low temperature experiments. Moreover, nanotubes are fragile objects that are degraded by standard lithography processes needed to build real photonics devices. Our strategy is to synthesize core/shell nanostructures: the nanotube is the active core, while a polymer acts as a protective shell. Synthesis and characterization of these new objects will be described as well as their study as candidates for devices. Microphotoluminescence experiments at low temperature will permit to characterize blinking and spectral diffusion phenomena.


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