Academic literature on the topic 'Nanostructures – Oxydation'

Les mésophases hexagonales sont des systèmes quaternaires formés de tensioactifs et co-tensioactifs, eau salée et huile. Ces mésophases sont utilisées comme moules « mous » pour la synthèse de différents nanomatériaux tels que des nanostructures métalliques poreuses, des nanostructures de polymères conjugués et des nanocomposites métalliques-polymères. Contrairement aux matrices (ou moules) durs, qui nécessitent des réactifs chimiques corrosifs pour extraire les nanomatériaux synthétisés in situ, le processus d'extraction des nanomatériaux synthétisés dans les mésophases hexagonales est simple : les nanomatériaux peuvent être extraits simplement par lavage avec de l'éthanol ou du 2-propanol. Un autre intérêt à utiliser ces mésophases comme matrice de synthèse est qu’elles peuvent être gonflées en contrôlant le rapport huile / eau. Cette thèse est divisée en trois parties: 1) La synthèse de nanostructures métalliques poreuses dans la phase aqueuse des mésophases hexagonales et leur application dans les piles à combustible (oxydation de l'éthanol), 2) La synthèse de nanostructures de polymères conjugués dans la phase huile des mésophases hexagonales pour des applications en photocatalyse et en particulier pour la dégradation de polluants, 3) La synthèse combinée dans les phases huile et eau des mésophases hexagonales de nanocomposites métal-polymère. Plusieurs nanostructures métalliques telles que des nanoballes PdPt de porosité et composition contrôlées, des nanostructures poreuses cœur-coquille AuPd et AuPt, bimetalliques PtNi et trimétalliques AuPdPt ont été synthétisées par radiolyse dans la phase aqueuse des mésophases hexagonales. Les nanoballes PdPt de porosité et composition contrôlées ont été utilisées comme électro-catalyseurs pour l'oxydation de l'éthanol. L'effet de la taille des pores sur la surface électro-active des nanostructures métalliques et leur activité électrocatalytique pour l'oxydation de l'éthanol a été étudié. Les nanostructures poreuses cœur-coquille bimétalliques AuPd et AuPt, et trimétalliques AuPdPt ont été utilisées pour l'oxydation de l'éthanol et du glucose. Les nanoballes poreuses PtNi ont été utilisées pour l'évolution de H2 et la réaction de réduction de l’oxygène. Des nanostructures de polymères conjugués (poly(3-hexylthiophène), P3HT) ont été synthétisées dans la phase huile des mésophases hexagonales. Ces nanostructures de polymères ont une activité photocatalytique élevée sous UV et lumière visible. Le phénol et la rhodamine B ont été utilisés comme polluants modèles. Ces photocatalyseurs sont très stables même après plusieurs cycles photocatalytiques. L'ajout de molécules capteurs et l’étude du mécanisme montrent que les radicaux O2.− sont les principaux radicaux responsables de la dégradation du phénol. De manière très intéressante, l'activité photocatalytique de ces nanostructures de P3HT est fortement augmentée lorsqu'elles sont supportées sur une surface solide. Ce résultat ouvre de nouvelles perspectives pour des applications dans des réacteurs photocatalytiques et des surfaces autonettoyantes. Des résultats préliminaires sur la synthèse des nanocomposites Pt-PDPB (polydiphenylbutadiyne) sont également présentés dans cette thèse
Soft hexagonal mesophases, which consist of quaternary systems (surfactants, brine, oil, and co-surfactant) are used as templates for the synthesis of different nanomaterials such as metal nanostructures, conjugated polymer nanostructures, and metal-polymer nanocomposites. Unlike hard templates, which need a harsh chemical reagent to extract nanomaterials after the synthesis, in soft template hexagonal mesophases, the extraction process of nanomaterials is simple, only by washing with ethanol or 2-propanol. Another interesting property of this class of template lies on its ability to be swollen by controlling the ratio of oil to water.This thesis is divided into three parts: 1) Radiolytic synthesis of metal nanostructures in the aqueous phase of hexagonal mesophases and their application in fuel cells (ethanol oxidation), 2) Synthesis of conjugated polymer nanostructures in the oil phase of hexagonal mesophases for photocatalytic degradation of pollutants, 3) Combined synthesis in the oil and water phases of hexagonal mesophases of metal-polymer nanocomposites.Several metal nanostructures such as PdPt nanoballs with controlled composition and porosity, AuPd and AuPt core shell, bimetallic PtNi and trimetallic AuPdPt porous nanoballs were synthesized by radiolysis in the aqueous phase of hexagonal mesophases. PdPt nanoballs with controlled porosity and composition were used as electrocatalysts for ethanol oxidation. The effect of the pore size on their electro active surface and their electrocatalytic activity towards ethanol oxidation were studied. AuPd and AuPt core-shell, and trimetallic AuPdPt porous nanoballs were used for ethanol and glucose oxidation. PtNi porous nanoballs were used for H2 evolution and oxygen reduction reaction. Conjugated polymer nanostructures namely P3HT (poly(3-hexylthiophene)) were synthesized in the oil phase of hexagonal mesophases. These polymer nanostructures are highly active for photocatalysis under UV and visible light. Phenol and rhodamine B were used as model pollutants. These photocatalysts are very stable even after repeated cycling. Addition of scavengers and mechanistic studies show that O2.− is the main radical responsible for degradation of phenol. Most interestingly, the photocatalytic activity of these P3HT nanostructures is highly enhanced when they are supported on a solid surface opening new perspectives in photocatalytic reactors and self-cleaning surfaces. Premiminary results on the synthesis of Pt-PDPB (polydiphenylbutadiyne) nanocomposites are also presented in this thesis

Biocompatible and corrosion resistant regarding biological fluids, titanium is still an inert material: it does not participate actively at the tissue-integration around the implant. Surface modification of titanium at nanoscale can promote cell adhesion and differentiation by modulate genes expression due to a phenomenon of mechano-transduction. In this thesis, we have focused on the development, the characterization and the direct application of our nanostructured surface of medical devices. First of all, our study focused on the preparation and physicochemical characterization. After obtaining reproducible surfaces on small samples, our research has focused on the biological characterization of the surface. In-vivo studies conducted in rabbits have allowed us to show similar biomechanical attachment and good osseointegration of the nanostructured surface compared to commonly used surfaces on the market. The application of this new surface on more complex titanium implant such as tracheal prosthesis, has allowed us to observe delamination phenomenon of the nanostructure layer. Therefore, our research was oriented towards the problem of mechanical strength of the surface with the realization of nano scratch test and tribology. A topic in the zeitgeist, as a new EU regulation for medical devices which incorporate nanomaterials will take effect in 2017. To conclude, this work enable to propose a nanosurface with promising results of tissues integration required for medical device
Biocompatible et résistant à la corrosion des fluides biologiques, le titane reste cependant un matériau inerte : il ne favorise pas de manière active l'intégration osseuse autour de l'implant. La modification de surface du titane à l'échelle nanométrique permet de moduler l'expression des gènes favorisant l'adhésion et la différentiation cellulaire par un mécanisme de mécanotransduction. Dans ces travaux de thèse, nous nous sommes donc attachés développer, caractériser et appliquer une surface nanostructurée directement sur des dispositifs médicaux. Dans un premier temps, notre étude s'est concentrée sur la préparation et la caractérisation physicochimique. Après l'obtention de surface reproductible sur petits échantillons, nos recherches se sont axées sur la caractérisation biologique de la surface. Des études invivo réalisées chez le lapin ont permis de montrer une accroche osseuse renforcée et bonne ostéointégration de la surface nanostructurée en comparaison avec des surfaces couramment utilisées sur le marché. L'application de cette nouvelle surface sur pièce plus complexe comme les prothèses de trachée, nous a permis de rendre compte d'un phénomène de délamination de la couche de nanostructure. Nos recherches se sont donc orientées vers la problématique de tenue mécanique de la surface avec la réalisation de nano scratch-test et tribologie. Un sujet dans l'air du temps, puisqu'une nouvelle règlementation européenne concernant l'incorporation de nanomatériaux dans les dispositifs médicaux rentrera en vigueur en 2017. En conclusion, ces travaux nous permettent de proposer une nouvelle surface améliorant l'intégration tissulaire intéressante pour une application médicale

Les premiers stades de la croissance du NiO/Cu(111) ont été caractérisés du point de vue chimique, morphologique et structurale à une échelle microscopique. Pour cela, nous avons utilisé différentes méthodes d'élaboration et combiné différentes techniques de laboratoire in situ ainsi que le rayonnement synchrotron. Les bicouches à couplage d'échange NiO/FeNi/Cu(111) ont aussi été étudiées. L'interface Ni/Cu(111) a été étudié en mettant en évidence les liens entre la morphologie, la structure et les propriétés magnétiques. Les valeurs réduites du moment de spin sont reliées à l'hybridation 3d à l'interface Ni-Cu et au recouvrement de Cu. Dans toute la gamme des épaisseurs étudiées l'anisotropie du moment orbital est dans le plan, déterminant l'orientation de l'axe de facile aimantation. Cette axe peut être reliée à la tétragonalisation du réseau cristallin du Ni. Des couches ultraminces de NiO ont été obtenues par évaporation à partir de pépites de NiO à température ambiante ainsi qu'à 250ʿC. Les couches minces peuvent être décrite par une bicouche NiO/Ni/Cu(111). Le GISAXS permettent de confirmer les observations STM et de mettre en évidence l'auto-organisation des îlots de NiO. Due à la faible efficacité d'oxydation, les couches minces de NiO déposées à partir du Ni métallique sous oxygène, présentent quelques différences par rapport aux couches déposées à partir des pépites. Le mécanisme de formation des îlots proposé est basé sur un processus de nucléation/agrégation de clusters. Les résultats structurales (LEED et GIXD) peuvent être attribués soit à la formation d'une phase hexagonale a-Ni2O3, soit à une distorsion structurale de la maille NiO(111)( )R30ʿ. Le système à couplage d'échange NiO/FeNi/Cu(111) a été élaboré en utilisant les deux méthodes d'élaboration du NiO. L'interface NiO/FeNi est très abrupte, présentant une texturation suivant les axes cristallographiques. Les analyses structurales montrent une bonne épitaxie du NiO sur les films d'alliage FeNi
The very first stages of the growth of NiO/Cu(111) interface, were characterized on a microscopic scale including chemical, morphological, and structural aspects. Different elaboration procedures were used and we combined in-situ laboratory and synchrotron radiation techniques. Complete exchange coupled NiO/FeNi/Cu(111) bilayer system have also been investigated. The metallic Ni/Cu(111) interface has been studied, evidencing the close relationship between morphology, structure and magnetic properties. The reduced spin magnetic moments were correlated with the Ni-Cu 3d hybridization and with the Cu capping. The in-plane orbital moment anisotropy, related with the Ni tetragonalization, confirms that the easy axis of magnetization is in the plane for all measured thin nickel films. Ultra-thin NiO films, obtained through MBE evaporation of NiO nuggets, were grown at room temperature and at 250ʿC. The resulting system can globally be described in terms of a spontaneous NiO/Ni/Cu(111) layering. Confirming the STM real-space observations, GISAXS experiments and calculations allowed evidencing the self-organized nature of the NiO islands obtained at room temperature. Due to the poor oxidizing efficiency of the molecular oxygen, the NiO films deposited from metallic Ni at 250ʿC, exhibit several differences with respect to those obtained by NiO nuggets evaporation at room temperature. A cluster nucleation/aggregation mechanism was proposed, based on the STM observations. Formation of a-Ni2O3 hexagonal phase, or structural distortion of the NiO(111)( )R30ʿ structure could both explain the LEED and GIXD results. Exchange coupled NiO/FeNi/Cu(111) bilayer was elaborated using both, NiO nuggets and metallic Ni in oxygen partial pressure evaporation. Sharp NiO/FeNi interfaces were obtained, with textured NiO. Structural analysis of the NiO films deposited on FeNi/Cu(111) films evidenced twinned NiO(111), in much better epitaxy than the oxides deposited on the Cu(111) substrate

Ce travail est axé sur l'intégration et la caractérisation physique de nanostructures pour les technologies de l'information et de la communication, avec un volet applicatif principal concernant le filtrage électromécanique. La première partie est consacrée à la réalisation par micro-usinage de surface de résonateurs électromécaniques à transduction capacitive pour le traitement de signal dans la bande RF (0,8-2,4 GHz). Deux types de dispositifs sont proposés. Le premier emploie l'apex d'une nanopointe de silicium comme résonateur mécanique, tandis que la base de celle-ci est enterrée dans une couche épaisse de diélectrique. La définition des électrodes de couplage requiert une étape d'alignement en écriture électronique à l'issue du procédé de fabrication. Cette étape a mis en lumière la nécessité de préserver les motifs d'alignement électronique des différentes séquences relatives à la réalisation du dispositif. Pour remédier à ce verrou technologique, un second dispositif a été conçu, intégrant une lame en tant que résonateur. Un enchaînement original d'étapes technologiques assure l'autoalignement des électrodes de transduction et l'obtention d'un entrefer latéral nanométrique (<50 nm). La caractérisation en transmission directe de ce dispositif a démontré une fréquence d' antirésonance centrée sur 1,12 GHz avec un facteur de qualité maximal de 4300, mais n'a pu permettre l'observation de la résonance série attribuée à la branche motionelle du résonateur. L'explication avancée est le masquage du courant motionel par le courant généré par la capacité de couplage direct. Le second chapitre porte sur la modélisation du mécanisme d'oxydation thermique permettant l'effilage des pointes de silicium. L'approche qui est adoptée consiste à assimiler la forme d'une pointe en une superposition de tranches circulaires pour lesquelles la cinétique d'oxydation est connue. Le modèle intègre les effets des contraintes mécaniques sur la cinétique d'oxydation, ainsi qu'un modèle de fluide purement visqueux pour décrire le comportemént rhéologique de la silice. Ainsi, l'épaisseur d'oxyde décroît à mesure que l'on se rapproche du sommet de la pointe car le rayon de l'interface Si / SiO2 diminue, ce qui permet d'effiler la structure. Les paramètres phénoménologiques du modèle ont été calibrés pour une ambiance d'oxydation sèche, à 1000 et 1100ʿC. Le troisième volet de la thèse couvre deux facettes de la stiction (contraction de collage et friction ~atique) dans les microsystèmes. Dans un premier temps, il s'agit de s'affranchir de la stiction dans le cadre du dispositif de filtrage électromécanique à base de pointe vibrante étudié dans le premier chapitre. Des caractérisations physiques des pointes sont menées à l'aide d'un microscope à force atomique en mode contact afin d'évaluer l'influence des forces d'adhésion sur la fiabilité des dispositifs. Une force d'adhésion maximale de 470 nN a été établie pour des mesures réalisées à pression et température ambiante. La seconde étude s'appuie sur l'utilisation "positive" de la stiction pour permettre la fixation et le verrouillage d'une structure auto-assemblée dans une position donnée hors du plan du substrat. Enfin, la dernière partie du manuscrit expose les perspectives et différents travaux en cours. La première étude concerne la réalisation d'un résonateur mécanique à transduction magnétostatique à base de nanotube de carbone suspendu. La seconde voie de recherche propose un résonateur électromécanique à détection tunnel. Enfin, la dernière étude en cours concerne la réalisation d'un nanopréhenseur à surface adaptative intégrant une nanopointe de silicium pour le dessaisissement de micro-objets.

Aujourd'hui, les structures basées sur les matériaux ferromagnétiques sont largement utilisées pour différentes applications: mémoires magnéto-résistives à accès non séquentiel, capteurs magnétiques et également nouveaux composants électroniques et dipositifs spintroniques. La tendance générale de l'électronique moderne est une réduction de la dimension des éléments à l'échelle submicronique. Ainsi, les nanostructures magnétiques sont d'un grand intérêt et leurs méthodes de fabrication et propriétés sont étudiées activement.Le but principal de ce travail est la préparation et la recherche expérimentale et théorique des propriétés de nanostructures magnétiques pour applications aux composants magneto-résistifs et phononiques. La lithographie à sonde locale (SPL) et la lithographie par faisceau d’électrons (EBL) ont été utilisées pour la fabrication des nanostructures. De premiers pas ont également été réalisés en fabrication des cristaux phononiques sensibles au champ magnétique
Nowadays, structures based on ferromagnetic materials are largely used for different applications: random access magneto-resistive memories, magnetic sensors, and also new electronic components and spintronic devices. The general trend of modern electronic is the reduction of dimensions down to submicronic scales. Therefore, the magnetic nanostructures are of great interest and their methods of fabrication and properties largely studied.The main goal of this work is the preparation and experimental and theoretical research on properties of magnetic nanostructures for applications in magnetoresistive and photonic devices. The Scanning Probe Lithography (SPL) and Electron Beam Lithography (EBL) were used for the nanostructures fabrications. First steps were also achieved in fabrication of phononic cristals sensitive the magnetic field

L’objectif de ces travaux est de montrer la faisabilité de la réalisation d’un revêtement céramique épais sur un substrat métallique mince ne présentant qu’une faible rugosité de surface. Le système doit fonctionner dans des conditions sévères de températures (850°C) et de contraintes mécaniques (flux de gaz à 70 bars). L’application s’inscrit dans le développement par le CEA du réacteur nucléaire Allégro, réacteur à neutrons rapides à gaz caloporteur. La solution proposée est un dépôt bicouche constitué d’une sous-couche nanostructurée de zircone yttriée, réalisée par projection plasma de suspension et d’un une couche microstructurée épaisse (environ 450 μm) de même composition, réalisée par projection conventionnelle de poudre micrométrique. Le manuscrit présente la méthodologie de l’étude et s’intéresse successivement à la réalisation de la couche nanostrucutrée et à celle du revêtement bicouche. Une attention particulière a été portée à l’étude de l’adhérence de la couche nanostrucutrée, à celle du bicouche et à la liaison entre les deux couches
The objective of this work is to show the feasibility of manufacturing a thick ceramic coating on a thin metal substrate with a low surface roughness. The system will operate under severe conditions of temperatures (850°C) and mechanical constraints imposed by gas flow at 70 bars. The application lies within the framework of the nuclear reactor Allegro, a gas-cool fast reactor, developped by CEA. The solution suggested is a double-layer deposit made up of a nanostructure layer (approximately 450-μm thick) of the same composition, by conventional plasma spraying. This manuscript presents the methodology of the study and successively deals with the elaboration of the nanostructure layer and that of the double-layer coating. A particular attention was turned to the adhesion of the nanostructured layer, to that of the double-layer coating and to the link between the two layers

Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude et du développement de matériaux céramiques de type carbure pouvant être utilisés dans l'assemblage combustible des réacteurs nucléaires du futur. Depuis l'accident de Fukushima, ces céramiques réfractaires sont envisagées afin d'améliorer la sûreté dans les centrales à eau pressurisée actuelles. Sous forme de revêtements ou de gaines, ces matériaux pourraient en effet permettre de garantir une meilleure résistance de l'assemblage combustible notamment en conditions accidentelles à haute température. Le principal frein à l'utilisation en réacteur de céramiques carbures sous forme frittée est leur faible ténacité qui a conduit à envisager l'utilisation de matériaux composites à matrice céramique. Ces matériaux sont constitués de fibres ou de tubes insérés dans une matrice céramique. Depuis quelques années, des techniques complexes permettant d'envisager la fabrication de gaines étanches aux produits de fission gazeux ont été perfectionnées (Procédés CVI et NITE®, utilisation d'un liner...). Quel que soit le procédé ou la forme finale du matériau envisagé, la mise en oeuvre d'une matrice céramique à nanograins peut présenter un gain en termes de résistance à l'irradiation notamment. Certains matériaux sont à l'étude comme le carbure de titane qui présente l'avantage de présenter une très haute température de fusion et également une conductivité thermique relativement conservée sous irradiation et à haute température. Dans cette étude, nous avons choisi de nous intéresser à l'impact de la taille de grains sur certaines propriétés du matériau TiC. Notre démarche a été de synthétiser trois microstructures différentes par la technique SPS avec trois tailles de grains moyennes. Dans un premier temps, nous avons déterminé les meilleures conditions de dispersion d'une poudre commerciale nanométrique (≈40 nm). Nous avons ensuite défini les conditions optimales de frittage afin d'obtenir les trois microstructures souhaitées.

Les piles à combustible alcalines sont des alternatives aux PEMFC, permettant un plus large choix des catalyseurs et de combustibles, comme les petites molécules organiques et les borohydrures. L'activité et la sélectivité de nanocatalyseurs synthétisés par une méthode colloïdale ont été évaluées pour l'électrooxydation du glycérol et du borohydrure de sodium en milieu alcalin. La formulation des catalyseurs a été basée sur le palladium. Son interaction avec Au, Ni et Bi a été étudiée. Un catalyseur Pt/C a été également étudié ainsi que son interaction avec Bi. Concernant l'oxydation du glycérol, les catalyseurs PdAu/C sont plus actifs que les catalyseurs Au/C et Pd/C. Ce fait est expliqué par un effet synergétique entre les deux métaux qui forment des alliages ordonnés. Dans le cas des catalyseurs PdNi/C riches en Pd un mécanisme bi-fonctionnel semble plus probable pour expliquer l'augmentation d'activité. Les catalyseurs PdBi/C et PtBi/C sont les plus actifs. Les fonctions alcools primaires du glycérol sont oxydées préférentiellement sur les catalyseurs à base de Pd et Pt. La production de l'ion hydroxypyruvate a été détectée sur le catalyseur Au/C. Un mécanisme de l'oxydation de NaBH4 sur le Pd a été proposé, impliquant les réactions d'hydrolyse, d'oxydation de l'hydrogène et du borohydrure. Les catalyseurs Pd0,5Au0,5/C et Pd0,5Ni0,5/C ont une activité identique à celle du Pd/C. Le catalyseur Pt0,9Bi0,1/C est actif pour l'oxydation directe de NaBH4 à bas potentiels. L'oxydation du glycérol permet la cogénération d'électricité et de produits chimiques à haute valeur ajoutée, tandis que l'oxydation de NaBH4 permet d'atteindre de fortes densités d'énergie et de puissance
Solid Alkaline Membrane Fuel Cells are feasible alternatives to PEMFCs, allowing a wider choice of catalytic materials and fuels other than hydrogen, like small organic molecules and borohydrides. Several nanocatalysts were synthesized by a colloidal method and their activity and selectivity were studied toward the glycerol and NaBH4 electrooxidation in alkaline medium. Those catalysts are palladium based. Its interaction with Au, Ni and Bi were also evaluated. A Pt/C catalyst was also studied as well as its interaction with bismuth. PdAu/C catalysts presented a higher activity toward the glycerol electrooxidation than monometallic Au/C and Pd/C. This fact is explained by a synergetic effect between both metals that form ordered alloys. A bifunctional mechanism seems more appropriate to explain the increased activity of palladium rich PdNi/C catalysts. PdBi/C and PtBi/C are the most active catalysts for the glycerol oxidation due to adatom and bifunctional effects. The primary alcohol functions of the glycerol molecule are preferentially oxidized on Pd and Pt based catalysts. The production of hydroxypyruvate ion species was evidenced on Au/C catalyst. A mechanism was proposed for the NaBH4 oxidation on palladium, involving hydrolysis, hydrogen and borohydride oxidation steps. Pd0,5Au0,5/C and Pd0,5Ni0,5/C catalyst activities are similar to that of Pd/C. NaBH4 direct oxidation occurs on Pt0,9Bi0,1/C at low potentials without hydrogen evolution. Glycerol oxidation in alkaline fuel cell allows the cogeneration of electricity and high value added chemicals while NaBH4 oxidation allows for high energy and power density systems

L'aluminium (Al) est à ce jour largement considéré comme l'un des métaux les plus prometteurs pour pousser les limites spectrales de la plasmonique vers l'ultraviolet. De plus, l’Al est bon marché, abondant, non toxique et compatible avec la technologie métal-oxyde-semi-conducteur. Dans cette thèse, nous étudions numériquement et expérimentalement l'influence de divers paramètres clés sur les propriétés optiques des nanostructures d’Al. Dans un premier temps, nous étudions la stabilité naturelle des nanoparticules d'aluminium, qui montrent une stabilité d'environ 90 jours lorsqu'elles sont exposées à l'air ambiant. Deuxièmement, nous étudions l'influence du recuit thermique rapide sur les propriétés plasmoniques des nanostructures d'Al. En raison de la réduction du nombre de joints de grains à l'intérieur du métal, une amélioration du facteur de qualité des résonances plasmoniques est trouvée avec un recuit dans des conditions optimales. Troisièmement, nous dévoilons l'effet crucial de la rugosité de surface présente sur les nanostructures lithographiées d’Al. Entres autres, La rugosité de surface provoque la disparition du mode quadripolaire induit par le substrat et l'affaiblissement du mode dipolaire plasmonique. Enfin, nous étudions l'effet de trois types de désordre uniforme (déplacement, taille et rotation sur des structures de types nano-bâtonnets) sur les propriétés plasmoniques de réseaux de nanoparticules d'aluminium. La possibilité d'ajuster leurs propriétés plasmoniques dans le visible et le proche ultraviolet en contrôlant le désordre est étudié
Aluminum (Al) is now widely regarded as one of the most promising metals for pushing the spectral limits of plasmonics towards the ultraviolet range. Additionally, Al is cheap, abundant, non-toxic, and compatible with the complementary metal-oxide-semiconductor technology. In this thesis, we investigate numerically and experimentally the influence of various key parameters on the optical properties of Al nanostructures. Firstly, we study the natural stability of Al nanoparticles, which show about 90-days stability when totally exposed to the ambient air. Secondly, we study the influence of rapid thermal annealing on the plasmonic properties of Al nanostructures. Due to the reduction of the number of grain boundaries inside the metal, an improvement of the plasmonic resonances quality factor is found with annealing at optimal conditions. Thirdly, we unveil the crucial effect of the surface roughness of Al lithographed nanostructures. The surface roughness is found to cause the disappearance of the substrate-induced quadrupolar mode and the weakening of the plasmonic dipolar mode. Finally, we investigate the effect of three kinds of uniform disorder (displacement disorder, size disorder, and rotation disorder) on the plasmonic resonances of Al nanoparticle arrays. The possibility to tune their plasmonic properties in the visible and near ultraviolet range by controlling the disorder is studied