Synthese et caracterisation de nanoparticules metalliques dans des matrices amorphes

Transition metal nanoparticles in amorphous matrices

• Auteur / Autrice : THIERRY LUTZ
• Direction : Jean L. Guille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Par la methode sol-gel et par la voie verriere, nous avons synthetise des matrices amorphes contenant des ions de metaux de transition (cu, ni, co, fe) ; apres reduction sous hydrogene, on obtient des nanoparticules de ces memes metaux. Dans le cas du cuivre, nous avons reussi, en faisant varier la concentration de l'ion dopant et le traitement thermique, a elaborer des composites contenant le cuivre sous une seule forme. Differentes methodes de caracterisation optique nous ont permis de distinguer ainsi les gels densifies contenant du cuivre monovalent associe sous forme de paires, de la cuprite cu#2o ou du cuivre sous forme de petites particules metalliques. Les paires ont ete mises en evidence par l'intermediaire de leurs proprietes de luminescence specifiques. Les nanoparticules de nickel ont ete obtenues soit dans un verre de type silicate, soit dans des gels de silice. Dans le cas du verre, le processus de reduction suit le modele dit de <single high-reversed-9 quotation mark>ternissement<right single quotation mark>. Nous avons observe une variation de la taille des particules avec la profondeur de leur formation. Cette propriete nous a permis de mettre en evidence les proprietes magnetiques particulieres des tres petites particules formees dans la couche de surface du verre. Dans le cas des gels, une etude systematique de la taille des nanoparticules a ete effectuee par met et simulation des cycles d'aimantation. Cette etude a montre qu'il est possible de controler la taille des particules en modifiant la charge en nickel et la temperature de reduction. Cependant, les proprietes magnetiques de ces nanocomposites ne suivent pas de modele simple, du fait des interactions existant entre les particules. Les cas du cobalt et du fer sont plus complexes du fait de la competition entre la formation de metal et celle de silicates. Les principales caracteristiques de ces systemes ont neanmoins ete degagees grace a la mise en uvre de diverses techniques (mesures magnetiques, rmn a champ nul, spectroscopie mossbauer, simulation, met,).