Dissertations / Theses: 'Microscopie à effet de force et à balayage'

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Lavigne, Claude. "Etude et réalisation d'un nouvel ensemble microscopique à effet tunnel et microscope à force atomique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1993. http://www.theses.fr/1993ECAP0334.

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Abstract:

C'est en 1981 que, pour la première fois, l'équipe du Dr Bennig a obtenu l'image d'une surface à l'aide d'un microscope à effet tunnel. Ces microscopes permettent d'observer avec une résolution atomique pratiquement tous les matériaux conducteurs. Quelques années plus tard, en 1986, un nouveau principe sera utilisé pour accroitre le champ d'application de ces microscopes aux matériaux non conducteurs en utilisant les forces de répulsion inter-atomiques. Nous aurons ainsi la naissance du microscope à force atomique. Depuis de nombreuses années, en métrologie, on peut obtenir des mesures d'une précision supérieure au micron sur des surfaces de plusieurs millimètres. Le but de cette étude sera de concevoir un instrument de mesure nous permettant de combler le vide entre ces nouveaux microscopes et la métrologie classique. Nous essaierons de construire un microscope permettant d'obtenir une résolution atomique sur des surfaces allant de quelques nanomètres à quelques dixièmes de millimètres carrés.

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Deumié-Raviol, Carole. "Ellipsométrie sur champ diffus et analyse multi-échelle de la microstructure des multicouches optiques : diffusion lumineuse, microscopie à force atomique, microscopie à effet tunnel optique." Aix-Marseille 3, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX30087.

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Abstract:

Ce travail porte d'une part sur l'analyse multi-echelle de la rugosite par les techniques de diffusion lumineuse et de microscopie a champ proche, et d'autre part sur les techniques d'ellipsometrie sur champ diffus pour analyser la profondeur des systemes interferentiels multicouches. La premiere partie du manuscrit est ainsi consacree a la confrontation des methodes de diffusion lumineuse, de microscopie a force atomique et de microscopie a effet tunnel optique. On y montre, via une analyse quantitative, comment ces differentes techniques se recouvrent a l'intersection des fenetres frequentielles allant du macroscopique au microscopique. La notion de polissage multi-echelle est introduite, et l'analyse par fractales et ondelettes est abordee. L'ensemble de ces resultats permet de mieux apprehender le probleme de la normalisation de la rugosite. Dans la deuxieme partie du manuscrit nous decrivons les outils experimentaux et theoriques qui ont ete mis en place pour realiser un ellipsometre sur champ diffuse. Les donnees experimentales sont analysees a l'aide de modeles electromagnetiques, et l'on montre l'extreme sensibilite du dephasage polarimetrique de l'onde diffusee a l'etat de correlation verticale entre interfaces. . .

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BOURHETTAR, ABDERRAHIM. "Etude et realisation d'un microscope a effet tunnel associe a un microscope electronique a balayage et analyse quantitative de la fraction volumique des precipites dans les superalliages a base de nickel par microscopie a force atomique." Reims, 1994. http://www.theses.fr/1994REIMS021.

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Abstract:

Dans le but de combiner un microscope a effet tunnel (stm) a un microscope electronique a balayage (meb) pour profiter des avantages complementaires des deux techniques, nous avons construit un stm, suffisamment miniaturise pour etre inclus dans la chambre objet d'un meb. Le systeme porte-echantillon realise est adapte aux deux techniques. Il permet de deplacer le specimen suivant trois directions orthogonales, devant la pointe du microscope a effet tunnel et sous le faisceau d'electrons. L'interet de cette association est de localiser un detail particulier dans un echantillon de quelques mm#2 a l'aide du meb pour l'analyser par stm avec une resolution excellente, de l'ordre du nanometre. Les applications demontrant la faisabilite de cette association et les potentialites de l'instrument sont illustrees par des exemples d'observation d'echantillons biologiques (bacterie pseudomonas aeruginosa et cuticule de la feuille de mais) et metallurgique (superalliage a base de nickel). Une methode de mesure de la fraction volumique des precipites ' du superalliage a base de nickel est decrite et les differents problemes relatifs a l'association des deux techniques sont analyses. Les problemes relatifs a la conductibilite electrique limitent notamment l'utilisation commode du stm. Ceci nous a conduit a poursuivre l'etude des superalliages par microscopie a force atomique (afm). La methode de mesure de la fraction volumique des precipites ' consiste a attaquer chimiquement la phase ' puis a analyser l'histogramme des niveaux de profondeur d'attaque. L'etude des differents biais intervenants dans l'image afm permet de determiner la meilleure facon de seuiller l'histogramme, puis, par extrapolation des valeurs mesurees de la fraction volumique jusqu'a une profondeur d'attaque nulle, il est possible de s'affranchir des effets geometriques dus a la dimension finie de la pointe sonde. La methode permet d'obtenir la fraction volumique avec une precision de quelques pour-cent ce qui est bien meilleur que les mesures effectuees generalement par microscopie a balayage. Nous avons egalement, par modelisation, mis au point une methode beaucoup plus rapide que la precedente (1 a 2 heures de temps d'analyse), permettant de tenir compte de l'effet geometrique de la pointe du microscope a force atomique

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Morán, Meza José Antonio. "Propriétés structurelles et électroniques du graphène sur SiC(0001) étudiées par microscopie combinée STM/AFM." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961600.

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Abstract:

Le graphène, un feuillet élémentaire de graphite, est un matériau très étudié par la communauté scientifique car ses propriétés physiques sont nouvelles et uniques. Il apparaît comme un matériau très prometteur pour des applications technologiques. Nous présentons une étude des propriétés structurelles et électroniques du graphène épitaxial sur 6H-SiC(0001) au moyen d'un microscope STM/AFM combiné basé sur un diapason en quartz avec une pointe conductrice en Pt/Ir ou en fibre de carbone. Les pointes fabriquées par attaque électrochimique présentent un rayon d'apex de quelques nanomètres et ont été caractérisées par SEM, TEM et émission électronique par effet de champ. On s'est d'abord focalisé sur les propriétés d'un échantillon qui présente des terrasses partiellement recouvertes de graphène. Dans ce cas, l'image STM ne donne pas la topographie de la surface. Celle-ci est donnée par l'AFM en mode répulsif. Les différentes propriétés électroniques de chaque terrasse sont confirmées par des mesures spectroscopiques I=f(V). Puis, l'étude à haute résolution par FM-AFM sur une terrasse lisse a révélé la structure ondulée et périodique de la reconstruction 6√3x6√3R30° du SiC(0001) recouverte de graphène. Nous montrons que les maxima des nappes d'iso-densité locale d'états électroniques au niveau de Fermi observés dans l'image STM ne se superposent pas avec les zones associées aux maxima des nappes d'iso-densité d'états totaux (Topographie AFM). Ils apparaissent décalés de ~1 nm le long de la direction [11] de la quasi-maille 6x6 de la reconstruction 6√3x6√3R30°. Comme l'amplitude mesurée des ondulations de la surface augmente avec le gradient de force appliqué, on montre que la surface du graphène est déformée par la pointe AFM. Cette déformation qui modifie le couplage électronique entre le graphène et la couche tampon influence fortement le contraste des images STM/AFM. Les conséquences de cette déformation sur les images STM résolvant le réseau du graphène sont aussi discutées.

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Venegas, de la Cerda Miguel Angel. "Etudes expérimentales de surfaces et de films minces isolants par microscopie à sonde locale sous ultra vide." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/308/.

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Abstract:

Dans ce travail de recherche nous avons réalisé des études expérimentales de surfaces et de films minces isolants par microscopie à sonde locale sous ultra vide à température ambiante. En particulier nous avons utilisé la microscopie à effet tunnel (STM) et la microscopie à force atomique en mode non-contact (NC-AFM). Nous présentons des résultats qui concernent deux systèmes : la surface isolante KBr(001) et le film mince isolant d'alumine formé par oxydation de la surface (110) d'un cristal de NiAl. Dans un premier temps, nous avons modifié la tête du microscope STM/AFM en changeant le dispositif de détection optique des oscillations du cantilever. L'amélioration importante apportée nous a permis de mener une série d'expériences sur la surface de clivage du cristal ionique KBr(001). Nous avons mis en évidence à partir d'images de marches monoatomiques acquises avec la résolution atomique des changements de contraste réversibles déclenchés par le passage de la pointe sur le bord de marche. Ces observations ont été interprétées en terme de déplacements atomiques à l'extrême apex de la pointe entraînant un changement de signe de l'ion terminal, qui détermine le type d'image observée. Cette hypothèse a été confirmée en analysant les courbes expérimentales donnant la force entre la pointe et la surface en fonction de la distance pointe-surface. Cette étude a été suivie de quelques tentatives pour imager des molécules organiques sur cette surface isolante. Le système Pd/Al10O13/NiAl(110) à été étudié par microscopie à effet tunnel. La couche d'oxyde est formée par l'exposition à O2 à une température particulier (~280°C) de la surface (110) d'un cristal de NiAl sous ultravide. Nous avons obtenu des images en résolution atomique qui nous ont permis de remonter à la structure atomique de la couche isolante d'alumine, de stœchiométrie Al10O13, ainsi que de l'un des types de parois de domaine du film isolant. .
In this research work we carried out experimental studies of insulating surfaces and insulating thin films surfaces by scanning probe microscopy techniques under ultra vacuum at room temperature. In particular we used Scanning Tunneling Microscopy (STM) and Atomic Force Microscopy in the non contact mode (NC-AFM). We present experimental results on two systems: the insulating surface KBr (001) and the thin insulating alumina film formed by oxidation of the (110) surface of a NiAl crystal. Initially, we modified the STM/AFM head by changing the optical device of the detection of the cantilever oscillations system. This crucial improvement enabled us to carry out a series of experiments on the (001) cleaved surface of the ionic crystal KBr at the atomic level. We have evidence obtained from atomic resolution images, that shows a change in contrast when the tip passes through a step edge. Where we could observe a systematic and reversible change in the contrasts of the image. These observations were interpreted in terms of the atomic displacements of the last extremity tip apex, involving the change of last ion sign. This change of ion determines the type of image observed at atomic resolution. This assumption was confirmed by analyzing the experimental curves giving the force between the tip and the surface according to the tip to surface distance. This study was followed of some attempts to images organic molecules on this insulating surface. The Pd/Al10O13/NiAl (110) system was explored by STM and scanning tunneling spectroscopy (STS), where the oxide layer is formed by exposing the NiAl(110) surface to an oxygen atmosphere, while keeping the sample temperature at (~280°C) under ultra-high vacuum. The atomic resolution images obtained enabled us to go down into the atomic structure of the insulating alumina layer, with stoichiometry Al10O13. In addition, it could be possible to atomically resolve a unit cell of one type of defects formed. We also carried out electrical measurements in order to characterize its electric properties on a nanometer scale. .

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Mbongo, Djimbi Duval. "Déposition des molécules de ferrocène sur une surface de Cu(111) et modifications des états d'interfaces à la suite d'une déposition d'atomes métalliques : étude par dynamique moléculaire par premiers principes." Thesis, Strasbourg, 2012. http://www.theses.fr/2012STRAE049.

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Abstract:

Dans cette thèse, l'étude de la dépostion des molécules de ferrocène sur un substrat de Cu(111) par des simulations de dynamique moléculaire par premiers principes, en particulier, la dynamique moléculaire utilisant l'approche de Born-Oppenheimer (BOMD: Born-Oppenheimer Molecular Dynamics) et celle utilisant la fonctionnelle de l'énergie libre (FEMD: Free Energy Molecular Dynamics), combinées avec les études expérimentales par microscopie à effet tunnel (STM) à basse température et à courant constant ont montré que ces molécules de ferrocène peuvent être physisorbées sur un substrat de cuivre sans donner lieu à une dissociation moléculaire. Ce qui constitue un système idéal pour étudier la dynamique des états d'interfaces et leur réactivité par rapport à la déposition d’atomes métalliques. En particulier, la déposition d'un atome de Cuivre au dessus d'une molécule de ferrocène équilibrée sur le substrat de cuivre, conduit à un transfert de charges de cet atomes vers le substrat de Cu(111). On montre aussi que ces états d'interfaces ont le comportement bidimensionnel d'un gas d'électrons libres
First-principles simulations studies, in particular Born-Oppenheimer molecular dynamics (BOMD) and free energy molecular dynamics (FEMD), combined with low-temperature scanning tunneling microscopy (STM) and spectroscopy reveal a non dissociative physisorption of ferrocene molecules on a Cu(111) surface, giving rise to ordered molecular layers. At the interface, a 2D-like electronic band is found, which shows an identical dispersion as the Cu(111) Shockley surface-state band. Subsequent deposition of Cu atoms forms charged organometallic compounds that localize interface-state electrons

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Chahboun, Adil. "Etude d'électrons balistiques en microscopie à effet tunnel et autres applications en microscopie à champ proche." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30212.

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Abstract:

Quand un metal vient au contact d'un semi-conducteur, il y a formation d'une barriere de potentiel appelee la barriere de schottky. Cette barriere energetique joue un role important sur les performances des instruments a base de semi-conducteur. Une manipulation derivee de la microscopie a effet tunnel (beem) permet la mesure de la hauteur de cette barriere avec une resolution nanometrique. Durant cette these, nous avons realise cette manipulation et avons applique a l'etude d'une jonction au/si. Des phenomenes originaux ont ete observes, telle la saturation du spectre beem a fortes tensions de polarisation tunnel, la dependance de la geometrie d'injection electronique de la cristallographie du film metallique. L'etude de membranes d'ultrafiltration par stm, afm et sem a montre que le stm et l'afm peuvent etre consideres comme deux outils efficaces pour la caracterisation de ces materiaux. Les effets de la pointe sur la reproduction de surfaces rugueuses ont ete mises en evidence. L'observation de microtubules par stm a permis de deceler une eventuelle sous-structure de la tubuline, molecule unite des microtubules

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Grimont, Laure. "Microscope à effet tunnel photonique PSTM utilisant les sondes semi-conductrices à force atomique." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20197.

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Abstract:

Le domaine du champ proche optique ouvre de nouvelles perspectives dans la caracterisation des composants semi-conducteurs et optroniques. Les microscopes a sonde locale atteignent en effet une resolution nanometrique mettant en evidence non seulement les defauts de surfaces mais aussi les variations d'indice. A partir de travaux precedents concernant les interactions pointe-echantillon, nous avons concu un microscope a effet tunnel optique muni d'une sonde provenant d'un microscope a force atomique. Les deplacements (x, y, z) sont geres par des actionneurs piezo-electriques munis d'amplificateurs. Tous les elements (electroniques, mecaniques, logiciels) ont ete developpes au sein du laboratoire dans le but de controler tous les parametres. Le systeme est teste en boucle ouverte sur un guide d'onde pour verifier la faisabilite du dispositif.

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Battaglini, Nicolas. "Matériaux organiques et microscopie à effet tunnel : de la couche monomoléculaire au nano-objet individuel." Aix-Marseille 2, 2004. http://www.theses.fr/2004AIX22041.

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Calupitan, Jan Patrick Dela Cruz. "Térarylènes photo réactifs : synthèse et études par microscopie à effet tunnel." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30016/document.

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Abstract:

Les diaryléthènes et leurs dérivés terrylènes sont prometteurs pour la prochaine génération de dispositifs optoélectroniques en raison de leurs excellentes propriétés photochimiques. Pour les rendre viables pour les appareils électroniques miniaturisés, il est nécessaire d'étudier cette classe de molécules au niveau unimoléculaire avec le microscope à tunnel sous vide ultra-élevé (UHV STM). Cette thèse comporte trois parties: 1) développement de terarylènes hautement sensibles à la commutation; (2) leur modification pour les études STM; et 3) les résultats de ces études STM. Pour être étudié à l'échelle de la molécule unique par STM, des terarylènes ayant une sensibilité de commutation élevée ont été sélectionnés. Ces composés présentent des rendements quantiques élevés allant jusqu'à 100%. Cependant, la réaction de cycloréversion reste faible, de sorte qu'une voie alternative, grâce à un mécanisme oxydatif à réaction en chaîne, a été recherchée. Dans une première partie, nous montrons que l'efficacité et la vitesse de cette réaction peuvent être contrôlées par la fixation de groupes aromatiques sur les carbones réactifs. Dans la deuxième partie, nous avons fonctionnalisé ces molécules afin de les étudier par STM en introduisant des groupes tert-butyle et chlorure. Tout en préservant leurs excellentes propriétés photochimiques, les groupes tert-butyle présentent un excellent contraste lumineux dans les images STM, ils minimisent aussi l'agrégation de ces molécules sur la surface et découplent légèrement les molécules de la surface. Les atomes de chlore permettent de contrôler les assemblages moléculaires sur des substrats isolants de type bicouche de NaCl cristalline précédemment déposés sur un substrat métallique. Dans la troisième partie, les résultats de STM sont présentés. Nous avons développé une nouvelle approche ascendante pour la formation reproductible de nano-assemblages du terarylène non modifié à 77 K. Quant au terarylène modifié par les groupes tert-butyle, il présente à 5 K sur une surface d'Ag (111) différentes formes qui, grâce à la position des groupes tertbutyles à contraste élevé et à l'aide de calculs DFT, ont pu être assignées comme étant différentes conformations de surface de la molécule. Sur NaCl / Ag (111), il a été possible de visualiser les états occupés et inoccupés de la molécule. Cela illustre que, pour ces applications, des molécules avec des propriétés appropriées peuvent être des candidates intéressantes pour des études STM afin d'obtenir des informations sur leurs propriétés à l'échelle de la molécule unique. De telles molécules peuvent être optimisées pour tenir compte de la surface, car sa simple présence peut induire un comportement bien différent de celui obtenu en solution. Cette thèse ouvre les terarylènes à des applications futures nécessitant une surface solide
Photoswitching diarylethenes, and their terarylene derivatives, are promising for the next generation optoelectronic devices because of their excellent photochemical properties. To make them viable for miniaturized electronic devices, it is necessary to study this class of molecules at the single molecular level by scanning tunneling microscopy under ultra-high vacuum (UHV STM). This thesis has three parts: 1) development of terarylenes highly sensitive to switching; (2) their modification for STM studies; and 3) results of STM investigations. To be studied at the single molecular level by STM, terarylenes with high switching sensitivity have been selected. These compounds display high quantum yields of up to 100 %. However, the cycloreversion reaction remains low so an alternative route, through a chain-reaction oxidative mechanism, has been sought. In the first part, we show that the efficiency and speed of this reaction may be controlled by attachment of aromatic groups on the reactive carbons. In the second part, we functionalized these molecules for STM studies by attaching tert-butyl and chloride groups. These substituents preserve their excellent photochemical and switching properties while tert-butyl groups show bright contrast in STM images, minimize aggregation of these molecules on the surface, and slightly decouple the molecule from the surface. The chlorine group has been introduced to direct their surface assembly on insulating substrates composed of crystalline NaCl bilayer previously grown over a metallic substrate. In the third part, results of STM are presented. We developed a new bottom-up approach for forming reproducible nanoassemblies of the unmodified terarylene at 77 K. Meanwhile, at 5 K, the terarylene functionalized with tert-butyl groups present different forms on the Ag(111) surface. From the positioning of the high-contrast tert-butyl groups and with the aid of DFT calculations, we assign different conformations of the molecule on the surface. On NaCl/Ag(111), direct visualization of the occupied and unoccupied states could be achieved. This illustrates that for these applications, molecules with appropriate properties can be interesting candidates for STM studies to obtain information at the single molecular level. Such molecules may be redesigned with a consideration of the surface as its mere presence may induce behavior previously unobserved or neglected if they were studied in solution. This thesis opens terarylenes to future applications which require a solid surface

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Braga, Delfin. "Etude des phénomènes de charge des matériaux isolants sous faisceau d'électrons de basse énergie (200 eV-30 keV)." Paris 11, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00004341.

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Abstract:

Les phénomènes de charge des isolants ont été étudiés à l'aide d'un microscope électronique à balayage qui permet d'injecter de très faibles doses d'électrons dans une large gamme d'énergie et de mesurer simultanément l'émission électronique secondaire et la charge générée dans le matériau par influence. Les résultats obtenus ont permis de montrer que le rendement électronique secondaire est un bon moyen de caractériser l'état de charge d'un isolant et de classer ces matériaux en deux grandes classes selon leur capacité à relaxer les charges générées: les "piégeurs", de fortes résistivités, piégeant de manière stable les charges pendant des mois, et les "conductifs", de résistivités plus faibles, relaxant les charges plus ou moins rapidement selon la densité et la mobilité des charges intrinsèques au matériau. Le paramètre fondamental qui contrôle la cinétique de charge des isolants est la densité de courant primaire J0. Pour les "piégeurs", différents régimes de charge (autorégulé, vieillissement, dégradation) fonction de J0 et du domaine d'énergie considéré ont été observés. L'étude des "conductifs" a révélé l'existence d'un courant permanent au sein de ces matériaux, caractérisé par le rendement stationnaire [sigma]∞ qui permet de fixer la valeur limite de J0 que peut supporter un "conductif" sans accumulation de charges. Ces résultats ont permis de définir quel type de matériau devait être utilisé d'un point de vue électrique pour réduire voire annuler la déviation des électrons par les espaceurs des écrans plats à effet champ, mais aussi de mettre en place une nouvelle voie d'exploration du champ interne produit par polarisation thermique d'échantillons vitreux. Nous avons également développé une nouvelle voie d'exploration de l'évolution spatio-temporelle des charges piégées sur les isolants "piégeurs" grâce à l'utilisation d'un microscope à force électrostatique. Les premiers résultats montrent la grande stabilité des charges au sein de ces matériaux
Charging phenomena of insulating materials were studied thanks to a scanning electron microscope which allows the injection of few electrons doses in a large domain of energies and the measurements of the secondary electron emission and the induced current created in the sample holder by the charges generated in the sample. The results shown that the secondary electron emission yield is a very sensitive parameter to characterise the charging state of an insulator and they allowed to class these materials in two groups relatively to their ability to relax the generated charges: the "trapping insulators", presenting high resistivities, in which the charges are trapped in a stable way during several months and the "conductive insulators", presenting lower resistivities than the "trapping" ones, in which the charges relaxation occurs more or less rapidly depending on the density and the mobility of intrinsic charges of the material. The fundamental parameter controlling the charging kinetic is the current density J0. For "trapping insulators", different regimes (self-regulated, ageing, degradation) function of J0 and the domain of energy considered were observed. The study of "conductive insulators" revealed that a permanent current exist in these materials which is characterised by a steady state yield [sigma]∞ which fix the maximum value of J0 withstanding by a "conductive" without charge accumulation beneath its surface. These results allowed to define what kind of materials should be used from an electrical angle to reduce indeed to cancel the deviation of electrons due to spacers in field emission displays, and also to introduce a new characterisation process of the internal field created by thermal poling in glasses samples. We also developed a new exploration way of spatial and time evolution of trapped charges in "trapping insulators" thanks to an electrostatic force microscope. Firsts results show the very high stability of trapped charges in these materials

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Pascal, Hubert, and Jean-Michel Martin. "Modification des surfaces par frottement : apport des techniques de microscopie à force atomique et à balayage électronique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1994. http://www.theses.fr/1994ECDL0042.

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Abstract:

Les microscopes à force atomique (AFM) et à force latérale (LFM) permettent de réaliser respectivement, dans l'espace réel, des images topographiques et des images en force latérale de matériaux très variés, avec une résolution exceptionnelle pouvant aller jusqu'à la dimension atomique. Cette étude a deux objectifs. Le premier est de situer l'AFM par rapport aux autres moyens d'observation des surfaces. Le second est d'utiliser un LFM ambiant en tant que microtribomètre afin d'investir les phénomènes de frottement et d'usure à l'échelle du nanomètre. Dans un premier temps, à partir de traces d'usure macroscopiques faites par un test tribologique classique sur une céramique (du carbure de silicium SIC polycristallin) et un dépôt pulvérisé (du bisulfure de molybdène MoS2), nous montrons que l'AFM confirme et complète les observations réalisées en microscopie optique et à balayage électronique. Le contraste restitué par une technique permet de pallier les artefacts technologiques et les incertitudes de l'autre. Pour comprendre l'origine du très faible coefficient de frottement (0,001) des couches de MoS2, les investigations se sont poursuivies à l'échelle atomique. Elles confirment certaines hypothèses échafaudées à partir d'observations de films minces (TEM, HRTEM. . . ) concernant l'implication de la structure cristalline dans le supra-frottement du MoS2. Dans un deuxième temps, la littérature ayant révélée que l'information est tributaire de l'appareil (pointe, levier) et de la physique du contact, nous modélisons le LFM pour comprendre et diminuer l'influence de l'appareil sur la mesure, de manière à pouvoir nous focaliser sur la denaturation physique. L'étude du contact révèle l'implication de la morphologie dans la force latérale, qui se décompose en une composante interfaciale induite par le frottement et une locale liée a la topographie. Cette distinction est a l'origine des deux procédures de calibration en force latérale proposées. Ensuite, nous nous sommes intéressés à l'influence de la composante en frottement sur la résolution d'image. Pour cela, nous avons modifié la physicochimie d'une surface de silice pure et d'un dépôt métallique de cobalt en travaillant en milieu liquide (eau, huile, alcool). Une conséquence du frottement est une usure faible à l'échelle du nanomètre. Pour appréhender les processus d'usure à cette échelle, nous adaptons une méthode de triboscopie au LFM
The atomic force (AFM) and lateral force microscope (LFM) allow respectively to achieve, in the real space, topographic images and lateral images of various materials. The resolution is uncommon and reach the atomic scale. This study has two main purposes. The first is to locale the AFM in comparison with others techniques of surfaces observation. The second is to use at room temperature a LFM as a micro-tribometer with in order to investigate the friction and wear phenomenas at nano-scale. First, from wear macroscopic tracks made by classic tribologic test on a ceramic (the polycristalline silicon carbide) and on a sputtered film (the molybdenum disulphide), we show that AFM confirms and completes the observations achieved by optical or electronic beam microscopy. The restored contrast by a technique allow to alleviate the artefacts and the doubt of each others. To understand the origin of the very weak coefficient of friction (0. 001) of MoS2 deposits, the investigations has been continued at atomic scale. They confirm certain hypothesis built up from thin films observations (TEM, HRTEM. . . ) concerning the role of the crystalline structure in superlubricity of MoS2. Second, the literature having revealed that the information is dependent on the apparatus (tip, lever,. . . ) and the physics of contact, we model the LFM mechanical structure to understand and to reduce the apparatus influence on the measurements, in order to focus them on the physics distortion. The contact study exhibits role of the surface morphology in lateral force measurements. This force is made of one interfacial component induced by friction and a local one linked to topography. This distinction is the starting point of two suggested calibration procedure in lateral force. After, we are interested in the friction component influence on the image resolution. For that, we modify the surface physicochemistry of pure silica and cobalt metallic deposit by working in liquid environment (water, oil, alcohol. . . ). A friction consequence is a very weak wear at nano-scale. To investigate the wear process at this scale, we adapt to LFM a triboscopic method

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St-Gelais, Fannie. "Effet de la viroïsine sur l'actine : une étude en calorimétrie différentielle à balayage, microscopie électronique et dichroïsme circulaire /." Thèse, Trois-Rivières : Université du Québec à Trois-Rivières, 2001. http://www.uqtr.ca/biblio/notice/resume/03-2229030R.html.

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St-Gelais, Fannie. "Effet de la viroïsine sur l'actine : une étude en calorimétrie différentielle à balayage, microscopie électronique et dichroïsme circulaire." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2001. http://depot-e.uqtr.ca/2803/1/000681067.pdf.

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Siria, Alessandro. "Systèmes nano électro mécanique et intéractions à l'échelle nanométrique." Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10264.

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Abstract:

Les Micro et Nano Electro Mechanical Systems (MEMS et NEMS) font partie des meilleurs candidats pour les mesures d'intéractions à l'échelle nanométrique. La résolution en force de l'ordre de l'attonewton a été exploitée avec succès aussi bien pour mesurer le poids de molécules uniques que pour la mesure du spin d'un électron unique. Les NEMS et les MEMS sont généralement des systèmes fabriqués à partir de composants sub-microniques l'un en face de l'autre. Lorsque leur distance atteint l'échelle sub-micronique, phénomenes généralement négligés, doivent être pris en compte lors d'applications microscopiques. Les intéractions mécaniques entre deux surfaces séparées de moins d'un micron sont régies par des forces qui, dans des systèmes macroscopiques, sont souvent négligeables. Dans ce travail de thèse, nous étudions les forces d'intéraction entre surfaces séparées par une distance allant de quelques nanomètres à plusieurs micromètres. Premierement nous traiterons du problème des forces hydrodynamiques agissant sur des micro-structures oscillantes en environnement visqueux. Nous montrerons que l'effet d'amortissement d'un fluide confiné dépend de la taille du confinement. Nous étudierons comment cet effet de confinement peut modifier les propriétés de cet oscillateur mécanique. Dans un second temps nous poserons le probleme des forces optiques agissant sur les micro-oscillateurs mécaniques. Par l'utilisation de l'absorption et de la diffraction des faisceaux de rayons X nous verrons que les effets habituellement observés en lumière visible le sont aussi par rayons X. Nous montrerons que les MEMS et potentiellement les NEMS sont des systèmes adéquats pour le développement de nouveaux outils pour les techniques de la lumiere Synchrotron. Enfin nous étudierons la radiation thermique entre deux surfaces à une distance micronique et sub-micronique où la contribution des composantes champs proche ne peuvent plus être negligées. Nous présenterons les mesures de radiation thermique entre deux surfaces de verres amenant une comparaison avec la theorie de la radiation thermique basee sur l'électrodynamique stochastique
Micro and Nano Electro Mechanical Systems (MEMS and NEMS) are among the best candidates for the measurement of interactions at the nanoscale. Resolution in force in the range of attonewton has been successfully exploited for the weighting of single molecules or the measurement of the spin of a single electron. NEMS and MEMS are generally mechanical devices made from submicron components facing each other. When the distance between the components reaches the sub-micron scale, phenomena generally neglected during macroscopic applications have to be taken into account. For example, the interaction mechanisms between the two surfaces moving at sub-micron separations are mediated by forces that, in macroscopic devices, are often irrelevant. In this thesis work we study interaction forces between surfaces when the the gap separating them is in the range from tens of nanometers up to several micrometers. First we address the problem of hydrodynamic forces acting on micro-structures oscillating in viscous environment. We show that the effect damping of a confined fluid is depending by the gap size of the confinement cavity. We study how this confinement effect can modify the properties of the mechanical oscillator. Second we address the problem of optical forces acting on micro mechanical oscillators. Using absorption and diffraction of X-ray beams we will see that effects usually observed using visible light can also be observed using X-rays. We show that Micro and possibly Nano Electro Mechanical System can be suitable for developing new tools in the domain of Synchrotron light techniques. Finally we study the thermal radiation between surfaces when the gap is the micron and sub-micron scale where the contribution of near field components cannot be neglected. We show measurement of thermal radiation between surfaces of glass providing a comparison with the theory of thermal radiation based on stochastic electrodynamics

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Tison, Yann. "Chimie d'insertion et de substitution dans les disulfures de métaux de transition : études expérimentales (spectroscopie photoélectronique à rayonnement X, microscopies à champ proche) et théoriques." Chimie Physique, 2003. http://www.theses.fr/2003PAUU3025.

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Abstract:

Le but de ce travail est de contribuer à la compréhension des phénomènes d'insertion et de substitution en chimie du solide par l'étude de composés modèles. Notre démarche repose sur l'exploitation des données couplées de la spectroscopie photoélectronique à rayonnement X et des microscopies à champ proche, avec l'appui de modèles théoriques adaptés à l'état solide. Dans la première partie du manuscrit, consacrée aux composés modèles d'insertion du type M1/4TiS2 (M = Fe, Co, Ni), nous montrons que leur structure électronique dépend de l'élément inséré. Ces comportements différents sont liés aux interactions espèce invitée-réseau hôte, variables suivant la nature du métal inséré. Dans la seconde partie, l'étude de disulfures bimétalliques (TixTa1-xS2, 0RxR1) est abordée. Les résultats obtenus nous conduisent à proposer : - une dispersion du métal minoritaire pour les composés peu substitués (xR0,2 ou xS0,8); - un arrangement en domaines TiS2 et TaS2 pour les compositions intermédiaires
In this work, the study of model structure aims to contribute to a better understanding of insertion and substitution in solid-state chemistry. Our approach is based on the analysis of data provided by X-ray photoelectron spectroscopy and scanning probe microscopy, with the help of electronic structure calculations. The first part of this document is devoted to the inserted compounds M1/4TiS2 (M = Fe, Co, Ni). We show that their electronic structure strongly depends on the nature of the inserted species. These different behaviours are due to different guest-host interactions, according to the nature of the inserted metal. In the second part, we present the study of the solid solutions TixTa1-xS2 (0RxR1). The obtained results lead us to propose: - A random dispersion of the minor metal for the low-substituted compounds (xR0. 2 or xS0. 8); - An organization in domains of TiS2 and TaS2 for the intermediate compositions

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Emonin, Stéphanie. "Analyse de circuits optiques passifs et actifs en microscopie a sonde locale." Dijon, 1998. http://www.theses.fr/1998DIJOS038.

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Abstract:

Le principal objectif de cette étude est de montrer que les microscopes à sonde locale sont tout-à-fait adaptés à la caractérisation de circuits optiques passifs et actifs de l'optique intégrée, que ce soit par une utilisation individuelle des microscopes AFM (atomic force microscope) et PSTM (photon scanning tunneling microscope) ou par le couplage de deux techniques AFM/LFM (lateral force microscope) et AFM/PSTM. Dans un premier chapitre, nous déterminons les longueurs d'onde de coupure de guides d'ondes planaires à gradient d'indice grâce a un PSTM. A l'aide d'une méthode numérique adaptée, on parvient à remonter aux caractéristiques opto-géométriques du guide et à comparer nos résultats avec ceux généralement obtenus par des méthodes plus classiques. Dans un deuxième chapitre, nous proposons quatre techniques utilisant des microscopes a sonde locale afin de pouvoir localiser les dopants de fibres optiques dopées erbium clivées. Des mesures de friction, de détection de phase, d'analyse modale et de fluorescence sont réalisées et montrent l'influence de la sonde locale utilisée (leviers AFM, fibre courbée, importance de la métallisation). Dans un troisième chapitre, nous étudions deux types de diodes laser a semi-conducteurs émettant dans le proche infra-rouge. Une étude comparative est réalisée avec les dispositifs AFM/LFM et AFM/PSTM qui permettent tous deux de détecter les modes transverses des diodes. Dans le cas de l'AFM/LFM, seuls les effets thermiques qui entrent en jeu fournissent une explication des images topographiques et de friction obtenues et mettent ainsi en évidence la sensibilité à la température d'un levier AFM classique.

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Vizzini, Sébastien. "Elaboration et caractérisation d'oxydes d'aluminium ultra-minces pour une application aux jonctions tunnels magnétiques." Aix-Marseille 2, 2008. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/2008AIX22036.pdf.

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Abstract:

La spectroscopie d'électrons Auger (AES), la microscopie électronique en transmission (TEM), la diffraction d'électrons lents (LEED) et la microscopie à effet tunnel (STM) ont été utilisés pour étudier la croissance et les propriétés physico-chimiques de films ultra minces d'oxyde d'aluminium réalisés sur Si(100) et Ag(111). Ces oxydes ont été réalisés par une méthode spécifique dite ALDO (Atomic Layer Deposition and Oxydation), qui consiste à croître l'oxyde couche par couche. Cette méthode donne naissance à un oxyde artificiel qui présente de nombreuses spécificités et fait de cet oxyde un bon candidat pour les applications en microélectronique et notamment dans les mémoires magnétiques de type MRAM
Using different techniques of investigation (AES, LEED, STM, HR-TEM, EELS and PES) we have developed an original process, which consists to grow the aluminuim oxide layer by layer. This procedure so-called Atomic Layer Deposition and Oxidation (ALDO procedure) allows to get an artificial oxide film perfectly homogeneous in depth and chemical composition as well. Several properties like gap measurement, stoichiometry, surface morphology and electrons transport allows to mind that oxid could be in good agreement with microelectronics applications (Magnetic Tunnel Junction and Magnetic memories)

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Pawlak, Rémy. "Auto-assemblage et polymérisation 2D de molécules organiques en surface." Aix-Marseille 3, 2009. http://www.theses.fr/2009AIX30033.

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Abstract:

Ce travail présente la formation et la caractérisation sous ultravide de monocouches moléculaires issu de l'auto-assemblage et de la polymérisation de molécules organiques (hexahydroxy triphenylène-HHTP et acide diborique benzoïque-BDBA) sur des surfaces monocristallines métalliques et isolantes. L'adsorption de molécules d'HHTP sur Ag(111) donne lieu à plusieurs réseaux moléculaires dépendants de la température. Cette étude, menée par microscopie à effet tunnel (STM), montre qu'un réseau robuste est obtenu suite à la déshydrogénation, activée thermiquement, des groupes alcool périphériques. Cela induit la formation de liaisons hydrogène entre les fonctions alcools et cétones ainsi obtenues. L'étude STM de molécules de BDBA vapo-déposé sur Ag(111) a démontré la formation d'architectures bidimensionnelles étendues, liées de manière covalente, suite à la polymérisation des précurseurs en surface. Un résultat similaire a pu être obtenu par la copolymérisation des molécules de BDBA et d'HHTP. Ces polymères nanoporeux s'étendent en monocouche et présentent une stabilité en température exceptionnelle. Enfin, l'étude de BDBA sur le substrat isolant de KCl(001), menée par microscopie à force atomique en mode non contact (nc-AFM), montre un auto-assemblage étendu par des liaisons hydrogène, et met en évidence le rôle décisif de la nature chimique du substrat sur la faisabilité de la polymérisation de ces molécules en surface. L'approche développée dans ce travail, mettant en jeu des réactions chimiques en surface, constitue une voie nouvelle pour la conception de nano-architectures moléculaires originales et robustes sur surfaces
This work deals with the investigation under ultra high vacuum of organic monolayers either resulting from the self-assembly or from the polymerization of individual molecular building blocks (hexahydroxy triphenylene-HHTP and diboronic acid-BDBA) at the surface of a metal and an insulator. By means of scanning tunneling microscopy (STM), we have shown that HHTP molecules condense on Ag(111) into distinct supramolecular phases depending on the substrate temperature. A robust network can be obtained by partial dehydrogenation of the peripheral alcohol groups of HHTP, hence yielding Hbonds between the newly formed quinone groups and the alcohol groups remaining intact. STM studies of BDBA on Ag(111) revealed an organic network resulted from the creation of covalent bonds between BDBA molecules, by a two-dimensional polymerization confined on surface. On the same surface, another kind of surface covalent organic framework (SCOF) was also evidenced by copolymerization between HHTP and BDBA molecules. The SCOF's exhibits a well-extended bi-dimensional character with an exceptional thermal stability. Finally, the study by non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) of BDBA on KCl(001) has shown a bi-dimensional and well-extended phase stabilized by intermolecular H-bonds. The latter example evidences the influence of the chemical nature of the substrate to initiate the 2D-polymerization process on surface. Our results suggest that the use of chemical reactions at surfaces opens up a new approach for the development of robust and original molecular architectures

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KERRIEN, ANNICK, and Christiane Bonnelle. "Caracterisation par microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique a l'air du silicium(000) implante : effet des dopants et du taux de dopage sur le relief et la conductivite de surface." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066131.

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Abstract:

Ce travail est consacre a l'etude du silicium implante par microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique a l'air. Avant caracterisation, la surface du silicium est desoxydee avec une solution d'acide fluorhydrique choisie en fonction du substrat, pour ne pas alterer la surface. Nous nous sommes principalement interesses au fort dopage p. La surface est passivee par l'hydrogene apres le traitement chimique. La reoxydation est tres lente et les mesures en microscopie a effet tunnel et microscopie de force atomique n'evoluent pas pendant deux heures de sejour a l'air. En raison de la tres grande resolution spatiale de ces microscopes, nous avons pu mettre en evidence des defauts de surface dus a l'emergence de dislocations en surface. Nous nous sommes ensuite interesses a l'etude des jonctions pn du silicium. Des echantillons de type p ou n ont ete implantes preferentiellement avec de l'arsenic ou du bore. La microscopie a effet tunnel et la microscopie de force atomique permettent de localiser les zones dopees en raison de la difference de conductivite avec le substrat et des deformations de reseau dues a l'implantation ionique. En effet, les implantations d'arsenic et de bore provoquent une augmentation de volume du reseau de silicium mesurable en surface. Cet accroissement du reseau depend de la quantite d'ions implantes

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Cercellier, Hervé Malterre Daniel. "Etude par photoémission et microscopie à effet tunnel des relations entre propriétés structurales et électroniques des interfaces Ce/Sc(0001) et Ag/Au(111)." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://www.scd.uhp-nancy.fr/docnum/SCD_T_2004_0157_CERCELLIER.pdf.

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Atlan, David. "Etude par microscopie à effet tunnel et diffraction d'électrons de la croissance de couches métalliques par épitaxie moléculaire." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10325.

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Abstract:

Les proprietes magnetiques de couches minces dependent essentiellement des conditions de croissance. En general, la qualite de la croissance est verifiee par diffraction rasante a haute energie (rheed) qui ne donne d'information que dans l'espace fourier. Afin d'interpreter ces donnees avec precision, il est necessaire de correler ces observations avec une imagerie dans l'espace reel: le microscope a effet tunnel (stm) s'impose. Lors de mon sejour a l'universite simon fraser j'ai eu l'occasion de faire croitre des whiskers de fer utilises comme substrats par croissance en phase vapeur (cvd). Les etudes d'epitaxie des couches minces deposees sur ces whiskers sont effectuees dans une installation qui regroupe dans une meme cellule ultra-vide trois techniques complementaires: un microscope a effet tunnel (stm), un systeme de diffraction a haute energie (rheed), ainsi qu'un systeme d'epitaxie moleculaire (mbe). Cette configuration nous permet de realiser et d'etudier in-situ une epitaxie par jet moleculaire a l'interieur d'un stm et sous controle rheed. Deux systemes ont ete etudies. D'une part, la deposition du fer sur un cristal de cu(1 1 13) dans le domaine des taux de recouvrement inferieurs a une couche monoatomique, systeme interessant de par ses proprietes magnetiques, mais ou les phenomenes de nucleation sont encore tres peu connus ; et d'autre part, la croissance de structures en couches minces ag/fe(100)whisker, structures qui sont importantes pour les etudes de l'effet de magneto-resistance geante. Notre etude montre qu'une tres petite quantite de fer sur le cu induit une rugosite de la surface, qui se traduit par une disparition de la structure reguliere de marches atomiques sur la surface du cu(1 1 13). Lors de la deposition d'argent a la temperature ambiante sur du fe(100), l'image rheed se deteriore rapidement et les observations en stm montrent que la croissance se fait au moins sur deux a trois couches simultanement. Ceci nous a conduit a effectuer un recuit de la couche d'argent, ameliorant ainsi grandement la qualite de la surface: le substrat ne presente alors plus que des marches atomiques espacees de quelques centaines de nm

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Chaumin, Midoir Anne. "Magnétisme, structure et morphologie des films minces de cobalt déposés sur des surfaces vicinales de cuivre Cu(1 1 11) et Cu(115)." Paris 12, 2002. http://www.theses.fr/2002PA120033.

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Abstract:

Les nanostructures magnétiques peuvent avoir des propriétés très différentes de celles des matériaux massifs. Une des méthodes pour élaborer de petits objets est l'évaporation sur un substrat nanostructuré tel qu'une surface vicinale présentant des marches à l'échelle atomique. La compréhension des propriétés magnétiques de ces systèmes nécessite une caractérisation précise de leur structure et de leur morphologie afin d'évaluer les effets dus aux contraintes épitaxiales et aux dimensions réduites. Nous avons étudié les films de cobalt déposés sur des surfaces de Cu(1 111) et Cu(115) par trois techniques. Leur magnétisme a été sondé par effet Kerr magnéto-optique tandis que leur morphologie et leur structure cristallographique ont fait l'objet de mesures respectivement par microscopie à effet tunnel et EXAFS de surface. Les mesures par effet Kerr montrent une anisotropie uniaxiale magnétique avec un axe de facile aimantation parallèle aux bords de marches. L'anisotropie mesurée sur Cu(115), le substrat ayant les terrasses les moins larges, est plus importante. Les expériences de STM montrent la forte mobilité du cuivre dès les faibles taux de couverture ainsi qu'une grande évolution de la morphologie en fonction de la quantité de cobalt déposée. Grâce à l'EXAFS, nous avons montré que dès 3 monocouches (MC) de cobalt sur Cu(1 1 11) et 5 MC sur Cu(115), la structure est quasiment identique à celle observée sur Cu (001) i. E. Tétragonale à faces centrées et que la présence de terrasses étroites n'engendrent pas d'anisotropie dans le plan (001). Des simulations de l'anisotropie magnétique prenant en compte les liaisons manquantes à la surface et en bord de marche (modèle de Néel) ainsi que les effets magnétoélastiques induits par la tétragonalisation de la maille montrent que l'anisotropie uniaxiale est très majoritairement due à la morphologie des films et que la distorsion de la maille de cobalt y contribue très peu
Magnetic nanostructures can have properties very different from those of bulk materials. One method to make small objects is to evaporate on a nanostructured substrate like vicinal surfaces with atomic steps. The understanding of magnetic properties of these systems requires a precise determination of their structure and morphology to evaluate the effects of their reduced size and their morphology. We have studied thin cobalt films deposited on Cu(1 1 11) and Cu(115) surfaces by three techniques. Magnetic properties were probed by magneto-optic Kerr effect whereas morphology and cristallographic structure were determined respectively by scanning tunneling microscope and surface EXAFS. The Kerr effects results show an uniaxial magnetic anisotropy with the easy axis along the step edge direction. The anisotropy on the substrate with smaller tenaces (Cu(115)) is larger. The STM experiments show an important evolution of the morphology with the quantity of deposited cobalt. Thanks to EXAFS, we evidenced that from 3 monolayers (ML) of cobalt on Cu(1 1 11) and 5 ML on Cu(115), the structure is nearly the same as for Co/Cu(001) i. E. Face centered tetragonal and we show that the presence of nanow tenaces does not induce any structural anisotropy in the (001) plane. Simulations of magnetic anisotropy which account for missing bonds at the surface and at the step edge (Néel model) and magnetoelastic effects induced by the tetragonalisation show that the uniaxial anisotropy is mainly due to the films morphology and that the structural distortion contribution is very small

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Adam, Pierre-Michel. "Microscope à effet tunnel optique (PSTM) en lumière polychromatique incohérenteEtude en champ proche d'échantillons test et de plasmons de surface." Dijon, 1995. http://www.theses.fr/1995DIJOS001.

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Abstract:

L'objectif final de nos travaux est d'étudier le champ proche de diffusion de structures métalliques de taille submicronique. Nous nous intéressons particulièrement aux résonances optiques liées à l'excitation de plasmons de surface. Ces plasmons de surface sont caractérisés par un important confinement du champ électromagnétique au voisinage de la structure métallique. L'appareil dont nous disposons pour effectuer ces études est un microscope à effet tunnel optique (PSTM). Il fait partie des microscopes optiques en champ proche (SNOM). Les travaux que nous reportons dans cette thèse constituent une étude préliminaire du sujet. Nous les avons divisés en deux parties. Dans la première partie nous avons adapté le PSTM à une source de lumière polychromatique incohérente. En effet pour étudier les résonances optiques il est nécessaire de disposer d'un type d'éclairage couvrant tout le spectre visible. Nous avons étudié les performances d'un tel dispositif en étudiant le champ évanescent pour différentes longueurs d'onde et en réalisant des images d'un réseau sinusoi͏̈dal. Les images PSTM sont constituées de lignes isointensité résultant de l'interaction de la sonde optique avec le champ proche optique diffracté par les structures. Les lignes isointensité ne suivent généralement pas le profil de la surface. Nous avons réalisé des images de divers échantillons test : un bord diffractant et des réseaux au profil rectangulaire. Les images ont été réalisées avec différents types de sources lumineuses (un laser He-Ne et la source polychromatique). L'influence de divers paramètres expérimentaux a été analysée, en particulier l'influence de la cohérence de la source sur la formation des images. Dans la deuxième partie est présentée une étude de différents échantillons métalliques. Nous avons analysé le champ évanescent créé par des plasmons de surface excités sur un film mince d'argent peu rugueux. Un maximum d'intensité captée par la sonde optique a été mis en évidence à un angle d'incidence proche de l'angle de résonance du plasmon de surface. Nous avons également étudié la réponse d'un film mince d'argent déposé sur un réseau. Nous avons constaté que lorsque l'amplitude des ondes propagatives diffusées par le réseau est importante il est délicat de mettre en évidence le champ évanescent. Les premières images de structures métalliques de taille inférieure à la longueur d'onde, réalisées avec un PSTM, sont des plots d'or de forme rectangulaire. Un système fonctionnant avec deux longueurs d'onde a été mis au point de manière à mettre en évidence un effet de la polarisation sur les lignes isointensité pour la même distance sonde-échantillon

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Gauthier, Sébastien. "Applications de l'effet tunnel a l'etude des surfaces : spectroscopie par effet tunnel inelastique, microscopie a effet tunnel." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077030.

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Abstract:

Etudes menees par spectrometrie par effet tunnel inelastique: caracterisation de la couche isolante de jonction aluminium-oxyde-plomb; adsorption de no sur du rhodium supporte sur alumine. Obtention, par microscopie tunnel a balayage d'images a l'echelle atomique de la surface du graphite

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Cercellier, Hervé. "Etude par photoémission et microscopie à effet tunnel des relations entre propriétés structurales et électroniques des interfaces Ce/Sc(0001) et Ag/Au(111)." Nancy 1, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2004_0157_CERCELLIER.pdf.

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Abstract:

Dans cette thèse nous avons étudié les propriétés structurales et électroniques d'interfaces intermétalliques par STM et photoémission résolue en angle. La première partie est dédiée à l'étude du splitting de spin-orbite (SSO) de l'état de Shockley dans l'interface Ag/Au(111). A 300 K la croissance de l'Ag s'effectue couche-par-couche, et un recuit à plus haute température active l'interdiffusion. Les mesures de photoémission, étayées par une modélisation de l'interface, montrent que le SSO est proportionnel aux quantités relatives d'Au et d'Ag sondées par la fonction d'onde de l'état de surface, confirmant le caractère majoritairement atomique du couplage spin-orbite dans ces états. La deuxième partie est dédiée à l'étude du Ce, épitaxié sur Sc(0001) pour tenter d'obtenir la phase a. Les mesures RHEED concluent à la phase g faiblement hybridée, qui présente toutefois en photoémission une bande dispersive intense au niveau de Fermi, issue d'un état de surface de symétrie d
In this thesis we have studied the structural and electronic properties of intermetallic interfaces by STM and angle-resolved photoemission (ARPES). In the first part we have studied the spin-orbit splitting (SOS) of the Shockley state in the Ag/Au(111) interface. Ag growth at 300 K follows a layer-by-layer mode, whereas annealing at higher temperatures leads to interdiffusion. ARPES measurements, supported by a modelisation of the interface, show that the SOS is proportional to the relative amounts of Au and Ag probed by the surface state wave function. This behaviour confirms the mainly atomic nature of the spin-orbit coupling in Shockley states. In the second part we have tried unsuccessfully to elaborate a strongly hybridized monocristalline a-Ce phase. RHEED measurements lead to the conclusion that the epitaxial film is in the weakly hybridized g phase, but ARPES measurements show a strong dispersive band near the Fermi level, arising from a surface state of d-symmetry

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Comtois, Jean-François. "Effet des têtes polaires des phospholipides sur l'interaction entre l'actine et les lipides membranaires : une étude par calorimétrie différentielle à balayage et microscopie électronique." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 1994. http://depot-e.uqtr.ca/4988/1/000616444.pdf.

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Gourmala, Ouassila. "Optimisation de la croissance de GaN de bonne qualité par HVPE et ELO-HVPE." Clermont-Ferrand 2, 2010. http://www.theses.fr/2010CLF22032.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse est l'optimisation du processus de croissance HVPE (Hydride Vapour Phase Epitaxy) de Gan de bonne qualité à travers des études systématiques en fonction de plusieurs paramètres expérimentaux (Substrat de base, orientation cristallographique, conditions de croissance) et en s'appuyant sur différentes techniques de caractérisation otique et physique (la microscopie électronique à balayage (MEB), la microscopie à force atomique (AFM), la photoluminescence (PL), la réflectivité, la micro- photoluminescence (µ-PL), la micro-réflectivité, et la microscopie électronique à transmission (TEM). Le but est de maîtriser la croissance de couches épaisses de GaN par HVPE et ELO-HVPE (Epitaxial Lateral Overgrowth) et de démontrer la faisabilité de structures de GaN à l'échelle sub-micronique

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Ionica, Irina Stefana. "Effet de champ et blocage de Coulomb dans des nanostructures de silicium élaborées par microscopie à force atomique." Grenoble INPG, 2005. http://www.theses.fr/2005INPG0171.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude du transport électronique dans des structures de silicium dopé de faible dimensionnalité. Elle s'inscrit notamment dans le contexte de la compréhension du transport mésoscopique et de la miniaturisation des dispositifs MOS. Les nanostructures sont réalisées par oxydation localisée sous la pointe d'un microscope à force atomique (AFM), sur des substrats silicium sur isolant (SOI) ultra-minces. Cette technique a été choisie pour sa souplesse, sa résolution (10nm), l'absence d'effet de proximité. Elle permet d'obtenir des nanostructures de quelques centaines de nm2 de section. Tandis qu'à température ambiante le comportement électronique est semblable à celui d'un dispositif MOS/SOI, à basse température des oscillations de courant se superposent à l'effet de champ, pour dominer le transport en dessous de 70K. Ainsi, le transport électronique est dominé par le blocage de Coulomb, qui se traduit par des oscillations de courant, une loi d'activation en température de la conductance et des structures de type "diamant de Coulomb" dans la carte de courant en fonction des tensions de grille et de drain. Nous associons le blocage de Coulomb dans ces structures aux puits de potentiel créés par la présence de dopants à l'intérieur du nanofil. Pour les faibles dopages les nanofils se comportent comme de chaînes unidimensionnelles d'îlots en série, alors que pour les forts dopages leur comportement se modélise par des chaînes bidimensionnelles. La technique originale de nanofabrication utilisée permet la réalisation de nanostructures de test en vue d'explorer les mécanismes de conduction dans le silicium nanostructuré
This work presents the study of the electrical transport in low dimensional highly doped silicon structures. The context of this study is the understanding of the mesoscopic transport and the size reduction of MOS devices. The nanostructures are fabricated by a local oxidation under the tip of an atomic force microscope (AFM), on ultra-thin silicon on insulator (SOI) substrates. This technique was preferred for its high flexibility, resolution (10nm), the absence of proximity effects. It allows obtaining nanostructures with cross-sections of some hundreds square nanometers. While the electrical behaviour at room temperature is similar to MOS/SOI devices, at low temperatures current oscillations are superimposed to the field effect and dominate the transport under 70K. Thus, the electrical transport is subject to Coulomb blockade, characterized by current oscillations, Coulomb diamonds shapes in the current versus drain voltage and gate voltage mapping and the simple activation law of the conductance. We associate the Coulomb blockade in these nanowires to the potential wells due to the presence of the doping atoms in the structures. A one dimensional array of islands model explains the electrical behaviour of the low doping structures, while for the high doping structures the transport is weil modelled by a two dimensional array of islands model. We have used an original method to fabricate silicon test nanostructures used to investigate the electrical transport mechanisms in low dimensional systems

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Vernisse, Loranne. "Étude par microscopie à effet tunnel sous ultra-vide et à basse température de complexes de ruthénium." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2421/.

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Abstract:

Se servir de molécules afin d'exécuter des fonctions équivalentes à celles de composants utilisés en microélectronique est l'un des défis actuels des nanosciences et de l'électronique moléculaire. L'instrument de choix pour observer ces molécules uniques et prédire leur comportement est le microscope à effet tunnel (STM) sous ultravide à très basse température. Cette thèse s'inscrit dans un projet visant à terme à synthétiser et à observer une molécule à quatre centres de ruthénium capable d'exécuter une fonction logique. Nous avons pris le parti d'étudier les molécules issues des premières étapes dans la synthèse de ce composé. Celles-ci sont des systèmes 3D constituées d'un ou de deux atomes de ruthénium et ont été déposées sur des surfaces métalliques telles que l'Ag(111), le Cu(111) ou l'Au(111) ou sur de fines couches isolantes de NaCl. Deux grands types de molécules ont été étudiés : les unes constituées d'atomes de ruthénium au degré d'oxydation III et les autres d'atomes de ruthénium au degré d'oxydation II. Des caractéristiques spécifiques à chaque type de molécule ont été mises en évidence, notamment en termes de propriétés électroniques. Des manipulations sous pointe ont également été effectuées afin de sonder les géométries d'adsorption observées. À terme, ces investigations devront se poursuivre par la mesure de l'état de charge d'un atome métallique dans une molécule extrêmement complexe. Pour anticiper ces mesures, des molécules " modèles " à base de pérylène ont été étudiées. Les résultats montrent que ces dérivés sont tout à fait adaptés à ce type d'expérience et que suivant les groupements utilisés, il est possible de déprotoner la molécule pour favoriser l'apparition de charges locales et fabriquer sous pointe un objet de test idéal
Using molecules able to execute functions found in microelectronic components is one of the current challenges of nanosciences and molecular electronics. The most suited technique to observe single molecules and predict their behavior is Scanning Tunneling Microscope (STM) in ultra-high vacuum and at low temperature. This thesis is a part of a project dedicated to the synthesis and observation of a molecule composed by four ruthenium cores and able to act as a molecular logic gate. We choose to investigate different molecules which come from the first steps in the synthesis of this compound. They are 3D systems composed by one or two ruthenium cores and were adsorbed on metallic surfaces (as Ag(111), Cu(111) and Au(111)) as well as on ultrathin films of NaCl. Two kinds of molecules were studied: the first ones are composed by ruthenium atoms with an oxidation state of III and the other ones have ruthenium atoms with an oxidation state of II. Specific behaviors of each type of molecules are highlighted, concerning particularly their electronic properties. Manipulations using the STM tip were also performed to explore the adsorption geometries. In the future, these investigations should carry on with the charge state measurement on a metallic atom in an extremely complex molecule. The first results performed on model molecules show that perylene derivative compounds are fully adapted to this type of measurements. Moreover, according to the peripheral group, it is possible to deprotonate the molecule to favor the presence of local charges and create a model system under the STM tip

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Beyer, Matthieu. "Elaborations et caractérisations d'auto-assemblages dipolaires par microscopie à effet tunnel." Thesis, Besançon, 2015. http://www.theses.fr/2015BESA2056/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à l’étude d’auto-assemblages de molécules organiques π-conjuguées par microscopie à effet tunnel (STM)sous ultra-vide sur une surface de silicium dopée bore. Le manuscrit est constitué de cinq chapitres : dans le premier chapitre, nous présentons un état de l’art des assemblages organiques sur les surfaces métalliques et sur les semi-conducteurs. Le chapitre deux décrit le dispositif expérimental utilisé au cours de cette thèse. Il présente également le substrat de Si(111)-B et fournit les concepts théoriques associés à la microscopie à effet tunnel. Le troisième chapitre décrit en détail les réseaux supramoléculaires obtenus à partir d’une molécule aromatique halogénée de symétrieC2. L’adsorption de 4,4"-dibromo-p-terphényle conduit à la formation de deux types de structures compactes (l’une en bande et l’autre en chevron) stables à température ambiante et commensurables avec la surface. Nous montrons que ces architectures sont pilotées conjointement par la liaison hydrogène, la liaison halogène et du π -stacking. Le quatrième chapitre étudie l’influence du nombre de cycles aromatiques sur la géométrie et la périodicité d’auto-assemblages obtenus sur Si (111) -B. Pour cela, nous avons synthétisé deux molécules organiques composées d’une partie centrale aromatique et de deux chaînes latérales (O-(CH2)9-CH3). La partie centrale est constituée respectivement de trois ou cinq cycles phényles terminées par des groupements cyano. Nous nous sommes également intéressés à l’influence des groupements terminaux sur l’organisation du réseau. Nous montrons que l’effet des groupements cyano sur les interactions "molécule/molécule" et sur les interactions "molécule/surface" est négligeable. A partir des travaux obtenus dans le chapitre 4, nous concluons notre manuscrit en présentant des réseaux supramoléculaires de molécules dipolaires. Ces réseaux forment des lignes de dipôles. Nous montrons que sur de petites échelles les molécules favorisent un alignement de leurs moments dipolaires
This work is dedicated to the investigation under ultra high vacuum of _-conjugated molecule on a silicon surface by means of scanningtunneling microscopy (STM). The manuscript consists of five chapters.In the first chapter, we present a state-of-the-art of organic assembly on metal and semiconductor.Chapter two describes the experimental setup using during thesis. It also shows Si(111)-B substrate and gives theoretical conceptsassociated with the scanning tunneling microscopy.The third chapter describes in detail the supramolecular network obtained from an aromatic halogenated molecule with C2 symmetry. Theadsorption of 4,4"-dibromo-p-terphenyl leads to the formation of two kinds of compacts structures (a stripe structure and a herringbonestructure). The formed networks are stable at room temperature and commensurable with the surface. These architectures are promotedby hydrogen bond, halogen bond and _-stacking.Chapter four studies influence of benzene ring number on the geometry and the periodicity of self-assemblies on Si(111)-B. To do that,we have synthesis two organics molecules composed of an aromatic central part and two laterals chains (O-(CH2)9-CH3). The centralpart is composed of respectively three or five phenyl ring ended by cyano groups. We are also interested to the terminal groups effecton the network organisation. We show that the cyano groups effect on the "molecule/molecule" interaction and the "molecule/surface"interaction are negligible. Basis of the work conducted on the chapter four, we conclude our manuscript by presenting supramolecularsnetworks of dipolar molecule. These networks form dipole lines. We show that on small scale the molecules promote an alignment of theirdipolar moments

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Prioleau, Christel. "Effet tunnel photonique appliqué à la caractérisation des semi-conducteurs III-V et à la microconnexion." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20075.

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Abstract:

La miniaturisation croissante des composants electroniques necessite le developpement de nouvelles techniques de caracterisation operationnelles en dessous du micrometre. Cet ouvrage est consacre a l'adaptation aux materiaux semi-conducteurs du microscope a effet tunnel photonique (pstm), et plus particulierement a l'etude du phenomene de capture du champ proche optique par les sondes des microscopes a force atomique (afm). Apres avoir presente le principe et les possibilites de cet outil, nous exposons differentes approches theoriques generalement utilisees pour modeliser son fonctionnement. Ensuite, nous decrivons l'ensemble des dispositifs de mesures mise en oeuvre pour etudier les proprietes optiques des sondes afm ; nitrure de silicium, silicium a levier piezoresistif. A partir des resultats experimentaux obtenus, nous montrons l'influence obtenus, nous montrons l'influence de plusieurs parametres sur le comportement du systeme. La forme de ces sondes et les conditions d'eclairage, orientation et polarisation du faisceau laser utilise, modifient sensiblement l'emission des photons captes sur la surface d'un echantillon. Afin d'expliquer ces observations, nous les interpretons en utilisant divers modeles theoriques. Les informations recueillies sont utiles a la realisation de nouveaux capteurs specifiques a la capture du champ proche optique. Ces capteurs sont indispensables a l'amelioration des performances d'un tel microscope.

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Elouali, Fatima-Zohra. "Élaboration et caractérisation de gels de polymères acryliques et méthacryliques en présence de solvants isotropes et anisotropes." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10175.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'élaboration et la caractérisation des systèmes à base de polymères biocompatibles en présence de solvants isotropes et anisotropes. La caractérisation de ces réseaux de polymères acryliques et méthacryliques, obtenus par photopolymérisation radicalaire, a été effectuée par gonflement en masse dans des solvants isotropes (l’eau) et anisotropes (des cristaux liquides de type cyanobiphényl). La cinétique de gonflement dans l’eau a été suivie en fonction du taux de réticulation et du pH. Le gonflement des réseaux polymères dans certains cristaux liquides a été étudié en fonction de la température à l’aide d’un microscope optique et une platine chauffante. Le taux de gonflement ne dépasse pas les 5% à cause des fortes interactions entre le polymère et le cristal liquide.Ces matériaux présentent un intérêt particulier dans le domaine des dispositifs électro-optiques. Une étude détaillée du comportement électro-optique a été effectuée pour des films polymères-cristaux liquides élaborés par la méthode de séparation de phases induite par rayonnement ultraviolet (UV). Certains systèmes binaires présentent des phénomènes de relaxation conduisant à l’obtention d’un effet de mémoire optique après la coupure du champ électrique.La caractérisation des structures synthétisées a été effectuée à travers l’utilisation de techniques expérimentales performantes telles que la spectroscopie Infra-rouge à Transformée de Fourier (FTIR), la résonance magnétique nucléaire (RMN), la microscopie optique à lumière polarisée (MOP), la microscopie électronique à balayage (MEB), la Chromatographie d’Exclusion Stérique (SEC) et l’analyse enthalpique différentielle (AED)
This study focuses on the development and characterization of systems based on biocompatible polymers in the presence of isotropic and anisotropic solvents. The characterization of these networks of acrylic and methacrylic polymers obtained by radical photopolymerization was carried out by swelling experiments in an isotropic environment (water) and in anisotropic solvents (using cyanobiphenyls as liquid crystals). The kinetics of swelling in water was followed by the rate of crosslinking and pH. The swelling of polymer networks in some liquid crystals has been studied as a function of temperature using an optical microscope and a heating stage. The swelling ratio did not exceed 5% because of strong interactions between the polymer and liquid crystal.These materials are of particular interest in the field of electro-optical devices. A detailed study of electro-optical properties has been performed for polymer-liquid crystal films, prepared by the method of phase separation induced by ultraviolet (UV) radiation. Some binary systems exhibit relaxation phenomena leading to optical memory effects after stopping the electric field. The characterization of synthesized structures was performed through the use of powerful experimental techniques such as Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Polarized Optical Microscopy (MOP), Scanning Electron Microscopy (SEM), Size Exclusion Chromatography (SEC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC)

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Venegas, de la Cerda Miguel Angel Gauthier Sébastien. "Etudes expérimentales de surfaces et de films minces isolants par microscopie à sonde locale sous ultra vide." Toulouse : Université Paul Sabatier, Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/308.

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Guigner, Jean-Michel. "Etude de l'alliage PdCu(100) et de dépôts de Pd sur Ni(110) : caratérisation de surface par microscopie à effet tunnel et relation avec la réactivité." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10024.

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Abstract:

Le but de ce travail est la reconnaissance des sites catalytiques en surface d'alliages binaires a base de palladium. L'etude a porte sur la face (110) de l'alliage pdcu et sur l'alliage de surface obtenu par depot de pd sur ni(110). Les surfaces ont ete preparees sous haut vide et caracterisees a l'aide de diverses techniques d'etude de surfaces, principalement la microscopie a effet tunnel (stm) couplee a la diffraction d'electrons lents (leed). Leur reactivite a ete testee en catalyse d'hydrogenation du butadiene-1,3. La surface du pdcu(110) presente un enrichissement en cu. Elle est formee d'une succession de terrasses composees soit de cu pur, soit de pdcu ; celles-ci sont separees par des marches de hauteur parfois monoatomique mais souvent quatre fois plus hautes. Une surstructure d'ordre 221 selon la direction 110 est observee sur le diagramme leed, ainsi que par stm sur certaines zones de l'echantillon. On peut l'expliquer par une alternance des atomes pd et cu sur les terrasses de composition mixte, selon les rangees de cette direction. L'ensemble des resultats est bien coherent avec la formation d'une phase ordonnee '-pdcu#3 en surface. Elle permet aussi de comprendre la reactivite de cette echantillon en catalyse d'hydrogenation du butadiene, dans la mesure ou les paires de pd (sites d'adsorption de la molecule de butadiene comme montre par ailleurs) sont absentes aux endroits ou la surstructure se forme. Le depot d'une fraction de monocouche (ml) de pd a temperature ambiante sur ni(110) conduit a la formation d'ilots allonges selon la direction 110 du substrat. Les depots plus importants (de 0. 3 a 4 ml) se structurent par recuit a une temperature modere (<250c), sans que le pd ne diffuse vers l'interieur. Les images stm de ces depots recuits montrent des rangees alignees suivant la direction 001, separees de 2,7 a 1,8 nm les les unes des autres et presentant une corrugation verticale de 0,1 a 0,02 nm, pour les depots allant de 0,3 a 4 ml, respectivement. Ces arrangements se manifestent en leed par l'observation de surstructures, avec notamment l'apparition de taches supplementaires d'ordre n (n 11-7) selon 110. Les resulats peuvent s'interpreter par la formation d'arrangements particuliers des atomes de pd, dans lesquels ceux-ci sont contraints par le substrat (dont le parametre de maille est 10% inferieur a celui du metal depose) et ont une grande maille de coincidence selon la direction des rangees 110 du substrait. Ces couches contraintes se sont averees 20 a 40 fois plus actives en hydrogenation du butadiene-1,3 que le palladium pur portant reconnu jusqu'alors comme le catalyseur le plus performant pour cette reaction.

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Crouzier, Loïc. "Développement d'une nouvelle approche hybride combinant AFM et MEB pour la métrologie dimensionnelle des nanoparticules." Thesis, Poitiers, 2020. http://www.theses.fr/2020POIT2260.

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Abstract:

Afin de bénéficier des propriétés uniques des nanomatériaux liés à leur taille mais aussi d'évaluer leurs risques potentiels associés, les acteurs du secteur industriel ont besoin de s’appuyer sur des méthodes de mesure fiables, robustes et permettant d’obtenir l’ensemble des informations dimensionnelles requises. Cependant, il n’existe pas d’instrument capable de mesurer une nanoparticule dans les trois dimensions de l’espace avec une incertitude contrôlée. L’objectif de ces travaux est de combiner les mesures de diamètre par microscopie électronique à balayage (MEB) avec celles de hauteur par microscopie à force atomique (AFM). L’utilisation de particules de silice, supposée sphériques permet de valider cette approche hybride combinant AFM et MEB.Le bilan d’incertitudes associé à la mesure de nanoparticules par MEB a d’abord été établi. Nous avons mis en évidence que la principale contribution au bilan d’incertitudes est la taille du faisceau électronique, difficilement mesurable. Deux méthodes, fondées sur la modélisation Monte Carlo, ont été mises en place pour évaluer l’influence de ce paramètre sur la mesure MEB. La première est fondée sur la comparaison entre les signaux expérimentaux et simulés. La seconde repose sur la segmentation des images MEB en utilisant un point remarquable, non influencé par les dimensions du faisceau électronique. Ces deux méthodes ont permis de montrer que l’erreur liée à la taille du faisceau était largement surestimée en utilisant les outils de segmentation d’images classiques. À partir de ces résultats, une comparaison directe des mesures AFM et MEB a été réalisée sur les mêmes particules. Un écart systématique est observé entre les deux techniques pour les plus petites particules lié à leur non-sphéricité. L’utilisation d’une troisième technique, la microscopie électronique en transmission (MET) permet de confirmer ces observations. Enfin, l’approche de métrologie hybride a été mise en œuvre pour la mesure des trois dimensions caractéristiques de nanoparticules de formes complexes dont la morphologie était éloignée de celle de la sphère
In order to take advantages of remarkable properties of the nanomaterials related to their size but also assess their potential risks, industrial actors need to rely on robust measurement methods that provide all the required dimensional information. However, there is no instrument capable of measuring a nanoparticle in all three dimensions of space with controlled uncertainty. The aim of this work is to combine diameter measurements by scanning electron microscopy (SEM) with height measurements by atomic force microscopy (AFM). The use of silica particles, supposedly spherical, allows to validate this hybrid approach combining AFM and SEM. First, the uncertainty budget associated with the measurement of nanoparticles by SEM was established. We have demonstrated that the main contribution to the uncertainty budget is the size of the electron beam, which is difficult to measure. Two methods, based on Monte Carlo modelling, have been developed to evaluate the influence of this parameter on the SEM measurement. The first is based on the comparison between experimental and simulated signals. The second is based on the segmentation of the SEM images using a remarkable point, not influenced by the dimensions of the electron beam. These two methods have shown that the error related to the beam size is largely overestimated using conventional image segmentation tools. From these results, a direct comparison of AFM and SEM measurements was performed on the same particles. A systematic discrepancy was observed between the two techniques for the smallest particles related to their non-sphericity. The use of a third technique, transmission electron microscopy (TEM), confirms these observations. Finally, the hybrid approach has been implemented for measuring the three characteristic dimensions of the complex-shaped nano-objects with very non-spherical morphology

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Bélier, Benoît. "Développement de micro-leviers à fonctions optiques intégrées pour la microscopie à effet tunnel photonique et la microconnexion optique." Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20145.

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Abstract:

Ces dernieres annees, le developpement des systemes de transmission de l'information (television, telephonie) traduit l'essor considerable des moyens de communication. Cette evolution de l'electronique et de l'optoelectronique vers une integration de plus en plus poussee, s'accompagne d'une adaptation constante des techniques de caracterisation des circuits integres. De nouvelles techniques, telles que les microscopes a champ proche optique (pstm), constituent un outil particulierement adapte. Leur principe est base sur l'interaction d'ondes electromagnetiques avec un objet, donnant naissance a des ondes non propagatives qui contiennent des informations sub-longueur d'onde sur cet objet. Il est donc necessaire pour y avoir acces d'utiliser une sonde adequate, generalement des fibres optiques amincies ou des micro-leviers de microscope a force atomique (afm) associes a un systeme macroscopique de detection de la lumiere. Il est interessant de developper des sondes specifiques a la pstm, utilisant le concept de micro-levier de l'afm et integrant, de maniere hybride ou monolithique, des fonctions optiques actives (photodetecteur, emetteur), ou passives (guide d'onde). Ce memoire de these presente la conception, la simulation, la technique de fabrication generique et l'utilisation sur microscope pstm de nouvelles sondes developpees parallelement sur substrat silicium et sur inp. L'utilisation du silicium permet de couvrir les longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge en matiere de detection et de guidage. Les composes iii-v permettent l'analyse en infrarouge et d'envisager l'integration d'un dispositif actif detecteur ou emetteur.

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Lahimer, Selim. "Etude de mécanismes d'interactions entre une pointe de microscopie AFM et une surface de semiconducteur." Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20110.

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Abstract:

La miniaturisation des composants microelectroniques a pousse les chercheurs a fabriquer des dispositifs de caracterisation a haute resolution dits microscopes a champ proche. Ces microscopes echappent a la loi d'abbe en approchant une sonde a quelques nanometres de la surface. Ce manuscrit est consacre a l'etude des interactions mecaniques et optiques entre une sonde afm et une surface de semi-conducteur en microscopie a effet tunnel optique pstm. Nous commencons par expliquer le principe de base ainsi que les possibilites de cet outil de caracterisation. Nous avons aussi mis au point une methode de mesure de la flexion des leviers qui soit compatible avec les mesures de transfert tunnel des photons et qui permette l'evaluation exacte de la position de la pointe par rapport a la surface examinee. Apres avoir decrit l'ensemble des dispositifs de mesures mis en oeuvre, nous presentons les resultats optiques obtenues avec des pointes dielectriques (silicium, carbone) et metallisees (aluminium). Ces mesures ont mis en evidence des alterations optiques liees a la presence d'une couche d'eau installee sur la surface. Lorsque la pointe est approchee de la surface, des forces d'interaction apparaissent entre elles et modifient le profil de cette couche au niveau de la pointe et nous obtenons ainsi un phenomene de maree nanometrique. Nous avons effectue d'autres mesures optiques et mecaniques a differents taux d'humidites pour identifier et evaluer les differentes forces qui s'exercent entre la pointe et la surface.

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Dubois, Mathieu. "Simulations de microscopie à effet tunnel : application à la surface (100) du silicium et aux molécules physisorbées." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2004/50376-2004-159.pdf.

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Abstract:

Ce travail se situe dans le cadre général des nanotechnologies. Après avoir présenté les enjeux et les challenges dans ce nouveau domaine, nous présentons le microscope à effet tunnel (STM) et nous montrons les possibilités offertes par cet outil pour les nanotechnologies. Largement utilisé pour l'étude des surfaces ainsi que pour celle de l'adsorption de molécules organiques, les résultats expérimentaux ne sont pas toujours suffisants pour comprendre parfaitement les phénomènes mis en jeu. Cette thèse propose donc une modélisation du courant tunnel permettant ainsi la simulation d'images et de courbes de spectroscopie obtenues en STM. Le courant est obtenu dans un formalisme de diffusion utilisant les fonctions de Green. L'ensemble des calculs des structures électroniques est effectué dans le cadre de l'approximation des liaisons fortes. Les perturbations électroniques à l'intérieur de la molécule. (interactions électron-électron) seront décrites à l'aide d'une théorie dérivée de la théorie orthodoxe
Dans un premier temps, ce modèle sera mis en application à l'étude des différentes reconstructions de la surface (100) du silicium. Les résultats théoriques reproduisent relativement bien les données expérimentales obtenues à 5\,K et permettent de comprendre la dépendance en tensions des images et de conclure que la surface est toujours semi-conductrice à basse température. Ces résultats mettent également en avant l'importance des interactions pointe-surface. Dans un deuxième temps, le modèle est utilisé pour étudier une classe de molécules, les thiénylènevinylènes, physisorbées sur la surface (100) du silicium. Nous proposons alors l'origine suivante pour la contribution principale au courant tunnel: cette contribution ne proviendrait pas de la mise en résonance de l'état HOMO de la molécule avec le niveau de Fermi de la pointe mais plutôt de l'abaissement, par la présence de la molécule, de la barrière tunnel entre la pointe et la surface, faisant ainsi ressortir, là où elle repose, les caractéristiques du silicium

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Friedt, Jean-Michel. "Etude et réalisation d'un micro-nano manipulateur avec retour de force : contribution à son intégration dans une plateforme multicapteurs." Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2000. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00509641.

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Abstract:

Nous avons développé les méthodes et instruments permettant de manipuler avec retour de force des objets de très petites dimensions (échelles micrométriques et nanométriques). L'utilisation de leviers de microscope à force atomique piézorésistifs permet de travailler dans un volume réduit et avec un minimum d'instruments extérieurs : l'introduction dans un microscope à balayage électronique de notre dispositif permet, en plus du retour de force traduisant la déflection du levier, d'avoir une rétroaction visuelle sur les manipulations opérées sur des billes de silice. Nous avons alors tenté de combiner ce manipulateur avec divers autres capteurs travaillant à des échelles différentes : plasmons de surface pour les échelles micrométriques, ondes acoustiques pour les échelles millimétriques. La réalisation d'instruments de mesure utilisant ces deux techniques nous a permis de mieux appréhender les difficultés à les combiner en un seul et même instrument de mesure simultanée sur un même échantillon. Nous nous sommes efforcés de décrire toutes les méthodes expérimentales mises en oeuvre : un nombre important d'annexes développent l'électronique et les logiciels mis en place lors de ces expériences. Un souci particulier a toujours été maintenu de rendre ces instruments aussi autonomes et transportables que possible.

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Montel, Fabien. "Dynamique à l'équilibre et hors d'équilibre de la chromatine visualisée par microscopie de force atomique : effet des variants d'histones et des facteurs de remodelage." Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00358612.

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Abstract:

L'organisation de l'ADN sous forme de nucléosome interfère avec différents processus cellulaires. La cellule recrute des facteurs de remodelage et des variants d'histones pour surmonter cette barrière physique. Dans ce travail, nous utilisons la Microscopie à Force Atomique pour visualiser des mono- et des oligo- nucléosomes à l'équilibre et hors-équilibre.
Nous montrons que le variant H2A.Bbd modifie la structure et la dynamique du mono-nucléosome et que sa présence altère la faculté de la chromatine à former une structure d'ordre supérieur. En utilisant un modèle physique nous expliquons quantitativement ce comportement par la flexibilité du mono-nucléosome.
Nous étudions ensuite le mécanisme du remodelage de mono-nucléosomes par SWI/SNF et RSC. Nous mettons en évidence un intermédiaire réactionnel sous la forme d'un nucléosome sur-complexé apparaissant avant le nucléosome glissé. Enfin au niveau des di-nucléosomes nous montrons que RSC est un ‘randomiseur' processif et séquentiel.

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Montel, Fabien. "Dynamique à l'équilibre et hors d'équilibre de la chromatine visualisée par microscopie de force atomique : effet des variants d’histones et des facteurs de remodelage." Lyon, École normale supérieure (sciences), 2008. http://www.theses.fr/2008ENSL0484.

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Abstract:

L’organisation de l’ADN sous forme de nucléosome représente une barrière pour la liaison des facteurs de transcription à leur ADN-cible et interfère avec différents processus cellulaires. Les facteurs de remodelage et l’incorporation de variants d’histones dans la chromatine sont utilisés à l’intérieur de la cellule pour surmonter cette barrière nucléosomale et modulent l’accès à l’ADN au travers du contrôle de la dynamique nucléosomale. Dans ce travail nous utilisons une technique de molécule unique (la Microscopie à Force Atomique, AFM) pour visualiser des mono- et oligo- nucléosomes et quantifier leur structure et leur dynamique tant à l’équilibre que hors-équilibre. Nous étudions tout d’abord l’impact de l’incorporation de H2A. Bbd au niveau du mono- et de l’oligo- nucleosome. Nous montrons que ce variant d’histone modifie à la fois la structure et la dynamique du nucléosome et que sa présence altère la faculté de la chromatine à former une structure d’ordre supérieur. En utilisant un modèle issu de la physique des polymères, nous expliquons quantitativement ce comportement par les propriètés dynamiques du nucléosome et plus précisément la flexibilité du mononucléosome. Nous étudions ensuite le mécanisme du remodelage des nucléosomes par SWI/SNF et RSC. Pour ce faire nous déterminons simultanément la longueur d’ADN complexée et la position pour des mono-nucléosomes. Nous mettons en évidence un intermédiaire réactionnel sous la forme d’un nucléosome sur-complexé apparaissant avant le nucléosome glissé. Enfin, pour des di-nucléosomes, nous visualisons différents types d’états glissés que nous utilisons pour construire un modèle stochastique montrant que RSC est un randomiseur processif et séquentiel
The organization of DNA into nucleosome can be seen as a barrier for the transcription factors binding to their target DNA sequences and interferes with several basic cellular processes. ATP-remodeling machines and the incorporation of histone variants into chromatin are used by the cell to overcome the nucleosomal barrier and modulate DNA accessibility by the control of nucleosome dynamics. In this work, we use a single molecule technique (Atomic Force Microscopy, AFM) to visualize isolated mono- and oligonucleosomes and quantify their structure and dynamics at equilibrium and out of equilibrium. First, we study the impact of H2A. Bbd incorporation at the mononucleosome and oligonucleosome level. We show that this variant modifies both structure and dynamics of the complex and its presence alter the ability to form an higher structure organization of the chromatin. Using a polymer physics model we demonstrate that the behavior of variant chromatin can be quantitatively explained by the mononucleosome dynamical properties and more precisely by the nucleosome flexibility. Then, we study the mechanism of nucleosome remodeling by SWI/SNF and RSC on mono- and di- nucleosomes. To do so we determine simultaneously the mononucleosome DNA complexed length and position distributions and produce 2D histograms in various contexts. We demonstrate the appearance of a reaction intermediate visible as an overcomplexed nucleosome. Finally, focusing on the di-nucleosomes, we report different slided states that are used to construct a simple stochastic model showing that RSC is a highly processive and sequential randomizer

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Checco, Antonio. "Mouillage à l'échelle nanométrique : effet des forces à longue portée et des hétérogénéités du substrat." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003648.

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Abstract:

Alors que les phénomènes de mouillage aux petites échelles connaissent un regain d'intérêt soit théorique soit expérimental en vue de nouvelles applications, leur compréhension reste encore limitée. Dans ce contexte, ce travail a porté sur l'étude du mouillage de gouttes d'alcanes de taille nanométrique sur de surfaces "modèles" réalisées par auto-assemblage de monocouches organiques. Cela a demandé la mise au point d'une nouvelle technique de Microscopie à Force Atomique (AFM) en mode "non-contact" permettant d'imager, avec peu d'artefacts, des gouttes de taille variable condensées directement sur des surfaces solides. Nous avons montré ainsi que l'angle de mouillage des alcanes sur des surfaces silanisées, faiblement hétérogènes, diminue sensiblement à partir de sa valeur macroscopique lorsque la taille des gouttes devient submicronique. Dans ce système, régi par des interactions à longue portée purement dispersives, la tension de ligne est théoriquement trop faible pour être responsable de l'effet observé. Nous avons donc supposé que les hétérogénéités chimiques mésoscopiques du substrat affectent l'angle de mouillage lorsque la taille des gouttes devient suffisamment petite. Ce scénario a été validé par des simulations numériques basées sur un modèle simplié de la distribution de défauts du substrat. Des expériences similaires, réalisées sur des substrats différents (monocouches d'alcanethiols auto-assemblés sur or et de chaînes alkyles greffées sur silicium), ont aussi mis en évidence l'effet dominant des hétérogénéités physico-chimiques faibles du solide sur le mouillage aux petites échelles. Finalement, pour illustrer ultérieurement les potentialités de la technique AFM ici développée, nous avons étudié le mouillage de surfaces nano-structurées et la mouillabilité locale de la surface du cheveu.

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Sidane, Djoudi. "Etude par microscopie électrochimique (SECM) de la réactivité d'une surface métallique hétérogène passivée : effet de la contrainte mécanique et thermomécanique." Thesis, Bordeaux 1, 2012. http://www.theses.fr/2012BOR14487/document.

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Abstract:

Les phénomènes de corrosion localisée observés sur les matériaux passifs, largement utilisés dans l’industrie et le transport, résultent de la présence d’hétérogénéités microstructurales et de l’effet des sollicitations mécaniques et thermomécaniques. C’est pourquoi la caractérisation et la compréhension des processus réactionnels nécessitent l’utilisation de techniques d’investigation locales. La microscopie électrochimique à balayage (SECM), technique récente, a été utilisée dans différentes situations. Dans un premier temps, des essais permettant de visualiser les sites d’amorçage des piqûres ont été réalisées sur un acier inoxydable en situation de corrosion. Les modifications de réactivité de surface induites par des déformations élastiques et plastiques ont ensuite été étudiées sur ce même matériau. Une corrélation a notamment pu être établie entre la répartition des déformations et la répartition de la constante cinétique apparente en fond d’entaille sur une éprouvette pré-entaillée.Enfin, sur des alliages d’aluminium soudés par FSW (Friction Stir Welding), des situations de couplage galvanique à différentes échelles ont été révélées à l’échelle microscopique du fait de la présence des composés intermétalliques et à l’échelle de la structure dans le cas d’une soudure de deux alliages d’aluminium différents
Localized corrosion phenomena observed on passive materials, used in industry and transport, areresulting from the presence of microstructural heterogeneities and the effect of mechanical andthermomechanical stresses. The characterization and the understanding of reaction processes requirethe use of local electrochemical techniques. The scanning electrochemical microscopy (SECM), newpowerful local technique was used in different situations. First, in order to detect pitting corrosionareas, measurements were performed on a stainless steel in corrosion situation. Then, changes insurface reactivity induced by elastic and plastic deformations were measured on the same material. Ina notch root, correlation between the distribution of deformation and the distribution of the apparentelectrochemical rate constant has been established. Finally, on aluminum alloy welded by FSW(Friction Stir Welding), situations of galvanic coupling at different scales have been shown at themicroscopic scale, because of the presence of intermetallic compounds and at the scale of the structurewhen two different aluminum alloys are welded

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Biaye, Moussa. "Caractérisation de propriétés électroniques et électromécaniques de nanocristaux colloïdaux par microscopie à force atomique en ultravide." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10231/document.

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Abstract:

La compréhension des propriétés électroniques, électriques et mécaniques de nanostructures est une question clé en nanosciences et nanotechnologies. Pour sonder et comprendre ces propriétés à l’échelle nanométrique, une technique expérimentale essentielle est la microscopie champ proche. L’objectif de cette thèse a été de comprendre les propriétés électroniques et électromécaniques de nanostructures colloïdales individuelles ou assemblées par microscopie à force atomique en environnement ultra vide.La première partie du travail concerne les propriétés de transport à travers des assemblées de nanoparticules colloïdales métalliques d’or et transparentes d’oxyde d’indium (ITO) formant les zones actives de jauges de contraintes résistives. L’étude par conducting AFM a permis de mesurer les spectroscopies courant-tension I(V) en fonction de la force d’appui du levier et de la température. Le transport tunnel a été étudié du régime linéaire au régime Fowler Nordheim, permettant une mesure du module de Young effectif des ligands des nanoparticules.La deuxième partie du travail correspond en premier lieu la caractérisation des nanocristaux semiconducteurs colloïdaux individuels d’Arséniure d’Indium (InAs) dopés ou non-intentionnellement dopés, de tailles inférieures dans la gamme 2-8 nm. Cette étude visait à comprendre les processus de transfert de charges entre les nanocristaux et leur environnement dans un régime physique de fort confinement quantique et coulombien. Les résultats expérimentaux ont fourni une estimation du taux de dopage actif de l’ordre de avec une densité de défauts de l’ordre de . Ensuite, une caractérisation par KPFM couplée au nc-AFM sous ultra vide a été menée sur les nanocristaux semi-conducteur colloïdaux de pérovskites (CsPbBr3). Les expériences ont été réalisées dans le noir puis sous illumination laser avec différentes longueurs d’onde afin d’explorer les mécanismes de photo-génération de porteurs au sein des nanocristaux
Understanding the electronic, electrical and mechanical properties of nanostructures is a key issue in nanoscience and nanotechnology. Scanning probe microscopy is an essential tool to probe and understand these properties at the nanoscale. The objective of this thesis was to characterize the electromechanical and electrostatic properties of individual or assembled colloidal nanocrystals using atomic force microscopy in ultra-high vacuum environment.The first part of the manuscript deals with the transport properties of assemblies of gold and indium tin oxide nanoparticles, forming the active areas of resistive strain gauges. Current-bias spectroscopies are measured as a function of the force applied on the cantilever and as a function of temperature. Tunneling transport is evidenced and measured from the linear regime to the Fowler Nordheim regime. The mechanical characteristic (effective Young modulus) of ligands is extracted.The second part of the thesis is devoted to the characterization of the electrostatic properties of individual indium arsenide (InAs) colloidal doped nanocrystals with sizes in the 2-8 nm range, using non-contact atomic force microscopy coupled to Kelvin probe force microscopy. This aim was to understand the charge transfer mechanisms between doped or undoped nanocrystals and their environment, in a physical regime of strong quantum and Coulomb confinement. Experimental results enable to measure a doping level of and a defect density of about . Kelvin probe force microscopy measurements were in addition performed on colloidal perovskite (CsPbBr3) semiconductor nanocrystals in order to explore the photo-generation mechanisms of carriers

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Mahieu, Gautier. "Étude des propriétés électroniques et structurelles d'impuretés, de défauts ponctuels et de boîtes quantiques auto-assemblées présents dans un cristal d'arséniure de gallium par microscopie à effet tunnel." Lille 1, 2004. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/867ab123-0f1a-4b36-9ac0-320e365148f4.

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Abstract:

La miniaturisation constante des composants électroniques à base de semi-conducteurs III-V impose de tenir compte de l'influence d'éléments actifs (impuretés, défauts et nano-structures) de manière individuelle. Depuis sa création par Binnig et Rohrer en 1981, le microscope à effet tunnel (STM) s'est avéré être un outil capable de caractériser de tels, éléments à l'échelle atomique. Ce travail concerne l'étude à l'aide d'un microscope à effet tunnel des propriétés électroniques et morphologiques d'impuretés, de défauts ponctuels et de boîtes quàntiques dans du GaAs. Tout d'abord, après une description détaillée des méthodes de préparation des sondes STM et des échantillons III-V, la sensibilité de la technique est illustrée avec l'influence des états de surface sur les images STM à la résolution atomique d'une surface (011) de GaAs sans défaut. Nous nous sommes ensuite particulièrement intéressés au cas des surfaces dopées type p, Nos résultats spectroscopiquesà basse température ont prouvé l'influence de la symétrie cubique du GaAs sur la symétrie des fonctions d'onde associées aux premiers états excités des accepteurs pris individuellement. Nous avons alors appliqué ces mesures spectroscopiques (à 300 K) au cas d'un semi-conducteur magnétique dilué (DMS) qui contient à la fois des accepteurs et des défauts ponctuels : le GaMnAs. Une étude spectroscopique du GaMnAs pour différentes concentrations d'ions Mn a mis en évidence la présence d'atomes Mn interstitiels compensant les porteurs de charge et ayant un rôle limitant sur les propriétés électroniques et magnétiques de ce DMS. Enfin, nous avons étudié les propriétés électroniques de boîtes quantiques d'lnAs dans une matrice de GaAs. En faisant varier les conditions de croissance, des paires contenant des boîtes quantiques de tailles semblables ont pu être réalisées. Des études spectroscopiques montrent toutefois une absence de couplage électronique au sein des paires de boîtes.

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Touhari, Françoise. "Etude de l'interaction de Van der Waals en microscopie à force atomique. Simulation numérique d'images de nanostructures et effet de la nature chimique des matériaux." Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20060.

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Abstract:

Cette these presente une methode numerique permettant de modeliser l'interaction de van der waals entre la pointe d'un microscope a force atomique (afm) et une surface comportant des nanostructures. Le modele developpe permet non seulement de prendre en compte la geometrie reelle de la pointe mais aussi de simuler des images d'objets nanometriques. Nous nous sommes interesses a deux modes de fonctionnement du microscope : le mode non-contact dit a hauteur constante et celui dit a gradient de force constant. Dans ce modele, la pointe - supposee pyramidale - ainsi que les objets sont representes par des empilements de cubes de dimensions nanometriques. En nous basant sur l'hypothese d'additivite par paires appliquee aux forces de van der waals, nous utilisons le potentiel de lennard-jones pour calculer les interactions pointe-surface et pointe-objet. Notre etude est en accord avec des resultats experimentaux publies dans la litterature portant sur l'effet de la geometrie de la pointe ou encore celui de la distance pointe-surface. L'originalite de ce travail reside dans la mise en evidence par une simulation numerique du contraste chimique visible lorsque l'on realise l'image afm de deux zones presentant des natures chimiques differentes. Ce phenomene est lie a la nature meme des forces de van der waals, forces qui dependent des constantes dielectriques des materiaux en interaction. Nous montrons ainsi que l'interpretation des images non-contact est rendue difficile par la combinaison des effets geometriques et chimiques.

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Mechehoud, Fayçal. "Croissance par voie électrochimique et propriétés magnétiques et topographique de couches minces de Co sur Si(111)." Thesis, Mulhouse, 2016. http://www.theses.fr/2016MULH7833/document.

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Abstract:

Nous avons réalisé des couches minces de Co sur un substrat semi-conducteur (Si(111)) par voix électrochimique, en mode potentiostatique et en mode galvanostatique, et étudié leurs propriétés topographiques (AFM, MEB) et magnétique (RMN, effet Kerr, SQUID), afin de relier ces propriétés aux modes de croissance et aux conditions de dépôt à priori identiques conduisent à des morphologies et donc des propriétés magnétiques très différentes. Nous avons développé une approche rigoureuse avec un contrôle systématique de la qualité du substrat de départ pour clarifier les modes de nucléation et de croissance en fonction du potentiel appliqué en chronoampérométrie. Une transition d’un mode de nucléation instantanée vers un mode de nucléation progressive en fonction du potentiel appliqué est mise en évidence. La modélisation à l’aide du modèle de Scharifker-Hills des modes de nucléation et de croissance est cohérente avec les images de topographie AFM. La croissance est tridimensionnelle du type Volmer-Weber et l’aimantation est orientée dans le plan. Par RMN et également X-Ray Photoemission Spectroscopy (XPS), nous montrons qu’une couche d’hydroxyde de cobalt magnétiquement morte se forme à l’interface avec le Si. En mode galvanostatique, des grains avec des facettes parfaitement cristallisés présentent des domaines magnétiques localisés dans la plupart des ilots. Nous avons également effectué une étude très critique des techniques de dépôt/arrachage employées dans la littérature montrant que celle-ci sont inadaptées aux substrats semi-conducteur, un dépôt subsistant sur la surface quel que soit la technique d’arrachage choisie
We have deposited thin layers of Co on a semiconductor substrate Si(111), by electrochemical method, in potentiostatic and galvanostatic mode, and we have studied their topographic properties (AFM, MEB) and magnetic (RMN, effet Kerr, SQUID). Thanks to these different techniques, we could relate these properties to the growth modes and to the a priori identical deposition conditions, which lead to different morphologies and therefore different magnetic properties. We have developed a rigorous approach with a systematic control of the quality of the substrate in order to clarify the nucleation and growth modes as a function of the potential applied in chronoamperometry. A transition from an instantaneous nucleation mode to a progressive nucleation mode as a function of the applied potential is highlighted. Modeling with Scharifker-Hills model of nucleation and growth modes is consistent with AFM topography images. The growth is three-dimensional of a Volmer-Weber type and the magnetization is oriented in the plane. By NMR and also X-Ray Photoemission Spectroscopy (XPS), we could show that a layer of magnetically dead cobalt hydroxide layer forms at the interface with Si. In galvanostatic mode, grains with perfectly crystallized facets have magnetic domains located in most of the islands. We have also carried out a very critical study of the deposition / tearing techniques used in the literature showing that they are unsuitable for semiconductor substrates, a deposit remaining on the surface whatever the tearing technique chosen

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Flageolet, Benjamin. "Effet du vieillissement du superalliage base nickel N18 pour disques de turbines sur sa durabilité en fatigue et en fatigue-fluage à 700°C." Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2274.

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Abstract:

Les moteurs devant équiper un avion supersonique civil de deuxième génération devront avoir une durée de vie plus grande que les moteurs actuels, et présenter un rendement amélioré. Les disques de turbine seront en conséquence exposés de manière prolongée à des températures élevées, de l'ordre de 700 °C. L'enjeu de cette étude est d'analyser, dans ces conditions, l'évolution de la microstructure métallurgique du superalliage base nickel N18 induite par le maintien à haute température, et d'en évaluer les conséquences sur les processus contrôlant sa durée de vie en fatigue, en fluage, et en fatigue-fluage à 700 °C. Notre approche expérimentale s'est appuyée sur une caractérisation de la modification de la précipitation gamma', qui concerne essentiellement la population la plus fine (tertiaire), et sur divers types d’essais mécaniques à haute température. Nous proposons des approches de type LSW et LSW modifiée pour décrire la croissance des précipités tertiaires à court terme et pour rendre compte du fort ralentissement de la cinétique qui a été mis en évidence à long terme. Aucun effet du vieillissement n'a été noté lorsque le matériau est testé en fatigue. En revanche, une réduction significative de la durée de vie en fatigue-fluage est observée. Nous avons analysé celle-ci au travers de l'étude de l'endommagement du matériau, associé aux précipités gamma' primaires, mais aussi des forts couplages existant entre fatigue, fluage et oxydation dans ces conditions de sollicitation à très haute température
The engines that will equip second generation civil supersonic aircrafts will be supposed to have a longer lifetime and a better efficiency than existing ones. As a consequence, turbine disks will be exposed to a high temperature, close to 700 °C for long periods of time. The purpose of this work is to analyse, in these conditions, the microstructural evolution of the disk alloy N18 induced by a prolonged high temperature exposition, and to assess its effect on the material fatigue and creep-fatigue durability at 700 °C. Our experimental approach is based on the characterization of the modifications of the gamma' precipitation, that essentially concerns the finest population (tertiary), but also on different types of high temperature mechanical tests. We propose different approaches to describe the coarsening process undergone by tertiary precipitates during short term ageing, and to illustrate the strong kinetics slow down evidenced for long term ageing experiments. No microstructural effect has been observed on the material's durability when it is tested in fatigue conditions. However, we note a reduced creep-fatigue life after prior high temperature exposure. This lifetime reduction has been analysed through the damaging process and the strong coupled effects existing between creep, fatigue and oxidation

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Ghaymouni, Jaouad. "Etude et caractérisation de nanoparticules." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2013. http://www.theses.fr/2013VERS0075.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne l'élaboration et la caractérisation de nanoparticules métalliques. La fabrication des nanoparticules comporte deux grandes étapes. La première consiste à fabriquer des couches minces en utilisant une méthode de dépose par pulvérisation cathodique. Lors de cette étape, nous nous sommes intéressés à l'étude des paramètres fixés lors de la phase du dépôt (distance cible-substrat, courant de décharge, temps de dépôt). Comme nous l'avons montré dans ce travail, ces paramètres ont une incidence importante sur la morphologie des îlots formés ainsi que sur la porosité des couches et leurs propriétés optiques et électriques. La deuxième étape concerne la mise en solution des nanoparticules à l'aide d'une méthode originale à l’aide d’ultrasons. Nous nous sommes intéressés aux propriétés physiques des nanoparticules et à l'efficacité de la méthode proposée en caractérisant les solutions obtenues. Les outils et la méthode mis au point s'appuient sur des techniques d'imagerie (MEB, TEM, AFM) mais aussi sur des techniques de caractérisation par voie optique, par spectroscopie et diffusion dynamique de la lumière. Enfin, ce travail de thèse présente de premiers résultats quant à l'utilisation des nanoparticules dans le domaine médical pour détruire des cellules tumorales lors de thérapies ciblées. Un dispositif expérimental, capable de délivrer un champ magnétique de haute fréquence (200 KHz) à 15 mT, a été utilisé afin d'évaluer les capacités qu'ont les nanoparticules à augmenter leur température sous l'effet d’un champ magnétique
This work describes how to create and characterize metallic nanoparticles. Two major steps are required to obtain such nanoparticles. The first one consists in the making of thin layers using a sputtering method. To evaluate the efficiency of this method, we have carefully analyzed how various parameters may affect the deposit. The set of parameters includes the distance between the target and the substrate, the current and the time of deposit. We have shown that these parameters are crucial regarding the morphology of the layer, its porosity as well as its optical and electrical properties. The second step consists in the preparation of the nanoparticles solution using a new method using ultrasounds. By characterizing the solutions, we have carefully checked the properties of the nanoparticles and the efficiency of the method. The tools and the methods we have used are based on imagery (MEB, TEM, AFM), optical and spectroscopic characterization and dynamic light scattering. First results are also presented concerning targeted therapy. The aim is to use the nanoparticles we have made to destroy tumor cells. An experimental setup has been used to evaluate the capabilities of the nanoparticles to increase their temperature under magnetic field activity using a field of 15 mT at high frequencies (200 kHz)

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Dissertations / Theses on the topic 'Microscopie à effet de force et à balayage'

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