Synthèse et caractérisation de couches minces de vo2 dopées au bore couplées avec des nanoparticules plasmoniques.

Reig, Robin (2024). Synthèse et caractérisation de couches minces de vo2 dopées au bore couplées avec des nanoparticules plasmoniques. Thèse. Q, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 125 p.

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Résumé

Les nanoparticules d'or illuminées se révèlent être d'efficaces sources de chaleur nanométriques en raison du phénomène de résonance de plasmon de surface localisé (LSPR), qui leur permet de convertir la lumière absorbée en chaleur. Le dioxyde de vanadium (VO2), un matériau thermochrome, illustre une transition de phase isolant-métal notoire à la température de transition (TMIT) de 68°C, impliquant une fluctuation considérable de la résistivité électrique et de la transmissivité infrarouge. Afin d’abaisser la température de transition de phase au plus près de la température ambiante, une stratégie de dopage est adoptée. Le bore émerge, suite à des prévisions théoriques fondées sur la Density Functional Theory (DFT), comme un dopant prometteur pour baisser la TMIT. Ce travail pionnier examine le couplage entre les nanoparticules d'or et des films de VO2 pur et dopé au bore sur substrats transparents. Les échantillons sont synthétisés par la technique d'ablation laser pulsée (PLD), en configurations « single beam » et « cross beam », afin d’obtenir des couches minces aux propriétés remarquables. Ces films sont couplés à différentes matrices de nanoparticules d'or, et leur réponse optique est étudiée. Les analyses révèlent que le dopage au bore abaisse de façon significative la transition de phase, la rapprochant de la température ambiante, un résultat qui souligne l'intérêt de l'optimisation du dopage pour de futures applications.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Chaker, Mohamed
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Palpant, Bruno
Mots-clés libres:	Dioxyde de vanadium (VO2) ; Dopage ; Nanoparticule ; Plasmonique ; Dépôt par ablation laser pulsé (PLD) ; Résonance plasmon de surface localisé (LSPR)<br /><br />Illuminated gold nanoparticles prove to be efficient nanometric heat sources due to the localized surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon, which allows them to convert absorbed light into heat. Vanadium dioxide (VO2), a thermochromic material, demonstrates a notable insulator-to-metal phase transition at the transition temperature (TMIT) of 68°C, entailing considerable fluctuations in electrical resistivity and infrared transmittance. To lower the phase transition temperature closer to room temperature, a doping strategy is adopted. Bore emerges, following theoretical predictions based on Density Functional Theory (DFT), as a promising dopant to reduce TMIT. This pioneering work investigates the coupling between gold nanoparticles and films of pure and bore-doped VO2 on transparent substrates. Samples are synthesized using the pulsed laser ablation (PLD) technique, in both « single beam » and « cross beam » configurations, to achieve thin films with remarkable properties. These films are coupled with various arrays of gold nanoparticles, and their optical response is studied. Analyses reveal that bore doping significantly lowers the phase transition, bringing it closer to room temperature, a result that underscores the interest of doping optimization for future applications ;vanadium dioxide (VO2) ; Doping ; Nanoparticle ; Plasmonics ; Pulsed laser deposition (PLD) ; Localized surface plasmon resonance (LSPR)
Centre:	Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt:	29 nov. 2024 02:05
Dernière modification:	29 nov. 2024 02:05
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16216

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