Etude structurale et vibrationnelle de composés à base de nanotubes de carbone : nanotubes bifeuillets, peapods et composés ternaires.

This work is dedicated to the structural and vibrationnal properties of carbon nanotube based molecular compounds: double-walled carbon nanotubes, peapods and ternary compounds. In the first part of the manuscript, the structure of these compounds is studied by X-ray and neutron powder diffraction. The diffraction patterns are numerically calculated, and comparisons between numerical and experimental results allow to determine the structure of these compounds. In the second part of this work, the dynamical properties of peapods and double-walled carbon nanotubes are studied by inelastic neutron scattering. The experimental phonon densities of states of peapods and double-walled carbon nanotubes are compared with the results of lattice dynamics calculations, performed for different structural hypothesis (in the case of peapods, C60 stacked as monomer chains, as dimer chains or as polymeric chains).Ce travail de thèse est dédié aux propriétés structurales et vibrationnelles de composés moléculaires comportant des nanotubes de carbone: nanotubes bifeuillets, peapods et composés ternaires. Dans la première partie de ce manuscrit, la structure de ces composés est étudiée par diffraction de poudre des rayons X et des neutrons. Les diagrammes de diffraction sont calculés numériquement et des comparaisons entre résultats numériques et résultats expérimentaux permettent de résoudre précisément la structure des composés. Dans la seconde partie de ce travail, les propriétés dynamiques des peapods et des nanotubes bifeuillets sont étudiées par diffusion inélastique des neutrons. Les densités d'états de phonons expérimentales sont comparées avec les résultats de dynamique des réseaux effectués pour différentes hypothèses structurales (dans le cas des peapods, chaînes de C60 insérées dans les nanotubes sous forme de monomères, de dimères ou de polymères)