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La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF. La production d'hydrogène solaire photoélectrochimique (PEC) est une voie prometteuse pour convertir l'énergie solaire en énergie chimique en utilisant des semi-conducteurs comme matériaux actifs. Dans le processus de fractionnement de l'eau PEC, l'efficacité de conversion de l'énergie solaire en énergie hydrogène est principalement déterminée par l'absorption de la lumière des photocatalyseurs, la séparation et la migration des porteurs photogénérés et la catalyse de surface. Cependant, les performances sont encore loin d'être satisfaisantes en raison d'une plage d'absorption limitée et d'une recombinaison de charge rapide. Par conséquent, l'élargissement efficace de la plage spectrale d'absorption des photocatalyseurs et la suppression de la recombinaison de charge des paires électron-trou photogénérées sont deux moyens importants d'améliorer l'efficacité de conversion photoélectrique des matériaux semi-conducteurs à base de PEC. Par rapport aux photocatalyseurs à composant unique, les photocatalyseurs à hétérostructure qui combinent au moins deux matériaux fonctionnels dans un système ont reçu plus d'attention au cours de la dernière décennie grâce à l'effet synergique. Cette thèse explore comment les matériaux semi-conducteurs hétérostructurés interagissent les uns avec les autres, et comment des propriétés telles que la gestion de la lumière et l'injection de charge peuvent être contrôlées en modulant de manière appropriée les interfaces des nanomatériaux pour améliorer les performances du dispositif PEC. Les points quantiques à zéro dimension (0D QD) ont été reconnus comme l'un des photosensibilisateurs les plus prometteurs pour la fabrication de photoélectrodes, grâce à leurs propriétés optiques uniques et évolutives où l'absorption

La séparation de l'eau par la technologie photoélectrochimique (PEC) est un moyen écologique et durable de produire de l'hydrogène. Les matériaux semi-conducteurs, en tant que composants centraux des cellules de fractionnement de l'eau PEC, ont une influence décisive sur l'efficacité de la conversion solaire-hydrogène du dispositif. En tant que semi-conducteur le plus courant, l'oxyde métallique (MO) a fait l'objet d'une grande attention en raison de sa remarquable stabilité (photo)-électrochimique, de son faible coût, de la position favorable de ses bords de bande et de la large distribution de ses bandes interdites. Malgré ces caractéristiques attrayantes, son application dans la séparation de l'eau PEC souffre toujours de ses inconvénients intrinsèques, tels que le désordre et la non-uniformité, qui limitent sérieusement l'efficacité et les performances du système PEC. Cependant, les méthodes traditionnelles de synthèse de la MO ne parviennent pas à améliorer ces caractéristiques. Par conséquent, il est vraiment urgent de développer une nouvelle méthode de synthèse de MO, qui fournira facilement des architectures poreuses stables, une phase contrôlée, ainsi qu'un contrôle utile des dimensions (1-D, 2-D et 3-D) de la MO pour améliorer leurs performances et leur efficacité dans les applications de séparation de l'eau. En tant que matériaux hybrides organiques-inorganiques cristallins émergents, les cadres métallo-organiques (MOF) ont été largement utilisés comme précurseurs sacrificiels pour la synthèse de MO en raison de leurs composites aux nanostructures et compositions chimiques accordables et contrôlables. Dans cette thèse, nous avons développé un certain nombre de photoélectrodes à base de MO par la méthode du modèle MOF et évalué leurs performances dans la génération d'hydrogène par séparation d'eau PEC. Le dioxyde de titane (TiO2) est devenu l'un des semi-conducteurs MO les plus étudiés pour la séparation de l'eau PEC depuis 1972. Cependant, le c

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.L'irradiation des solides par des particules de haute énergie (par exemple des électrons ou des ions) génère des défauts atomiques qui modifient considérablement les propriétés physiques du matériau. La compréhension et la quantification des effets induits par de tels rayonnements dans les semi-conducteurs nanostructurés apportent des informations utiles pour de nombreuses applications en science des matériaux, optoélectronique, technologie spatiale et la conversion d’énergie. Plusieurs types de rayonnements ionisants, composés principalement de protons, de particules alpha, de rayons gamma et de rayons X, sont rencontrés en dehors de la protection naturelle fournie par l’atmosphère terrestre. Ces derniers détériorent les systèmes électroniques et les instruments équipant les satellites et autres modules lancés dans l’espace. C’est pourquoi, il est très important de connaître leurs effets sur la performance et la stabilité des matériaux avancés employés dans ces systèmes embarqués. Dans la première partie de cette thèse, des points quantiques (QDs) de CdSe enrobés d’une fine couche de CdS ont été exposés à des faisceaux de protons visant à reproduire les conditions rencontrées dans l’espace. Un modèle à trois couches a été développé pour simuler l’effet de ces radiations au niveau de la structure atomique du matériau cible, à l’aide du logiciel Stopping and Range of Ions in Matter (SRIM). Nos résultats montrent qu’ en faisant varier l’énergie d’accélération des protons incidents, il est possible de modifier la concentration relative de défauts structurels induits séparemment dans le cœur de CdSe et la couche de CdS. Alors que la proportion de lacunes générées dans le cœur de CdSe par des faisceaux de 1.5 keV et 10 keV reste inchangée , nous montr

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de ce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce résumé peut être lue en PDF.L'irradiation des solides par des particules de haute énergie (par exemple des électrons ou des ions) génère des défauts atomiques qui modifient considérablement les propriétés physiques du matériau. La compréhension et la quantification des effets induits par de tels rayonnements dans les semi-conducteurs nanostructurés apportent des informations utiles pour de nombreuses applications en science des matériaux, optoélectronique, technologie spatiale et la conversion d’énergie. Plusieurs types de rayonnements ionisants, composés principalement de protons, de particules alpha, de rayons gamma et de rayons X, sont rencontrés en dehors de la protection naturelle fournie par l’atmosphère terrestre. Ces derniers détériorent les systèmes électroniques et les instruments équipant les satellites et autres modules lancés dans l’espace. C’est pourquoi, il est très important de connaître leurs effets sur la performance et la stabilité des matériaux avancés employés dans ces systèmes embarqués. Dans la première partie de cette thèse, des points quantiques (QDs) de CdSe enrobés d’une fine couche de CdS ont été exposés à des faisceaux de protons visant à reproduire les conditions rencontrées dans l’espace. Un modèle à trois couches a été développé pour simuler l’effet de ces radiations au niveau de la structure atomique du matériau cible, à l’aide du logiciel Stopping and Range of Ions in Matter (SRIM). Nos résultats montrent qu’ en faisant varier l’énergie d’accélération des protons incidents, il est possible de modifier la concentration relative de défauts structurels induits séparemment dans le cœur de CdSe et la couche de CdS. Alors que la proportion de lacunes générées dans le cœur de CdSe par des faisceaux de 1.5 keV et 10 keV reste inchangée , nous montr

The symbols and special characters used in the original abstract could not be transcribed due to technical problems. Please use the PDF version to read the abstract. Solar cell technology, which harvests the solar energy and converts it to direct current electricity, is a viable alternative to provide clean and renewable energy from an abundant source to meet the energy demand of the growing world population in the future. For a solar cell technology to be applicable practically it has to compete with other sources of energy in terms of cost. Furthermore the power conversion efficiency (PCE) of a solar cell is important. Since the discovery of the photovoltaic effect in 1839 by the French scientist Alexandre- Edmond Becquerel [1], various materials and device structures have been investigated resulting in development of devices of high PCE and even commercialized for practical applications. Among figures of merit, for example, single junction devices have achieved a record PCE of 28.3 % [2] and multijunction devices (4 junctions) have achieved a PCE of 46 % [3]. The most widely commercialized single crystalline silicon solar cells have achieved a record PCE of 25.6 %. However, these solar cells are produced at very high processing cost and it is quite necessary to develop solar cells, which can be produced at lower cost and with reasonable PCE so that they can compete with other sources of energy. The solar cells investigated by a plethora of researchers so far are classified as different generations based on their cost, PCE, device characteristics, and the nature of the materials involved. While the first generation solar cells, such as single crystalline silicon solar cells, achieved high PCE, their price is high. The second generation solar cells have low cost, but their efficiency is low. The concept of the third generation solar cells is later on proposed towards making low cost and high PCE solar cells. Quantum dots (QDs) based solar cells are considered as pr

La structure électronique de points quantiques auto-assemblés InAs/GaAs et la dynamique de capture des porteurs ont été étudiées à l'aide d'expériences de magnéto-photoluminescence à faible température (4.5 K) et pour des champs magnétiques variant entre 0 et 16 T. Dans ce mémoire nous rapporterons les résultats obtenus sur deux séries d'échantillons interdiffusés par recuit rapide thermique pour différentes températures et différentes durées de recuit. La première série d'échantillons ne possédait qu'une seule couche de boîtes quantiques, ce qui la différenciait de la seconde série qui en comportait 25. Le processus d'interdiffusion conduit à une réduction significative de la largeur des raies d'émission PL associées aux différents états des points quantiques. Grâce à cette diminution de la largeur de ces raies, la dépendance en champ magnétique des états des points quantiques a pu être mise en évidence plus facilement. Nous avons ainsi pu corréler nos résultats expérimentaux aux calculs effectués dans le contexte des états de Fock Darwin. Nous avons également observé que le rapport entre l'intensité de la raie d'émission associée à la couche de mouillage et celle du pic d'émission correspondant aux points quantiques variait de façon non linéaire avec le champ magnétique. Le comportement observé semble être corrélé aux dépendances en champ magnétique du temps de capture des porteurs par les boîtes quantiques et du temps de recombinaison radiatif des excitons dans la couche de mouillage.