Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Francia Haque - Vendredi 9 octobre 2015 à 14 h

UPMC - 4 place Jussieu - 75252 PARIS Cedex 05 Amphi Astier du bâtiment Esclangon

Francia Haque, équipe Oxydes en basses dimensions

Réactivité de nanoparticules d’oxydes d’orientations définies

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Résumé

La connaissance d’un système gaz/solide requiert l’analyse de l’adsorption, du premier stade jusqu’à saturation. C’est la motivation de l’analyse des surfaces sous vide. L’approche des surfaces divisées est souvent tronquée. Pratiquée à des pressions suffisamment élevées pour être compatible avec un temps de réaction raisonnable, elle ne permet pas l’analyse de la surface nue à la monocouche. L’objectif du présent travail a été d’établir une continuité d’observation par FTIR, de l’UHV à la pression ambiante, de poudres de MgO, ZnO et ZnxMg1-xO exposées à l’eau ou à l’hydrogène. Il a été montré que les fumées de ZnO se comparent à des cristaux présentant les faces (0001), (0001̅), (101̅0), (112̅0), avec un rapport non-polaire/polaire de 75/25. Par FTIR combinée à la photoémission et à la désorption thermique, trois étapes de l’hydroxylation des fumées de MgO ont été identifiées : défauts ponctuels (10-8 mbar), marches (10-6 mbar) puis terrasses (> 10-5 mbar), avec une restructuration qui prouve que l’adsorption de l’eau sur MgO est irréversible. La représentation commune de la surface de MgO par une suite de facettes (100) est mise en cause. Aux faibles teneurs en zinc, l’oxyde mixte ZnxMg1-xO est formé de cristallites cubiques de même structure que MgO. Le zinc en substitution tend à ségréger vers les sites de basse coordinence où il affecte les propriétés d’adsorption d’eau et d’hydrogène. Par ailleurs, le mélange ZnO-MgO obtenu par combustion d’alliage ZnMg offre une possibilité d’application grâce aux propriétés bactéricides de ZnO et de faible toxicité de MgO. L’ensemble des résultats montre la pertinence de l’étude des poudres pratiquée dans les conditions de l’UHV.
Mots clés : nanopoudres ; ultra-vide ; MgO(100) ; ZnO polaire/non-polaire ; ZnxMg1-xO ; FTIR.

Composition du jury

- Cécric CARTERET (LPCME, Nancy) Rapporteur
- Claude HENRY (CINaM, Marseille) Rapporteur
- Sylvie BOURGEOIS (ICB, Dijon) Examinateur
- Philippe MARCUS (ENSCP, Paris) Examinateur
- Jacques JUPILLE (INSP, Paris) Directeur de thèse
- Slavica STANKIC (INSP, Paris) Co-directrice de thèse