Nucleation, growth of (bi) metallic nanocrystals, the role of oleylamine

Les nanoparticules possèdent des applications dans de nombreux domaines comme l’optique, la médecine ou encore la catalyse…Même s’il existe de nombreuses synthèses, la compréhension des mécanismes de formation de ces nano-objets restent un réel enjeu. C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse. Pour cette étude, nous sommes partis d’une synthèse monotope simple et originale de nanocristaux de cobalt. Le cobalt est un métal intéressant notamment pour deux propriétés : le magnétisme et la catalyse. Nous avons montré qu’il était possible à l’aide de techniques in-situ et pseudo in-situ de comprendre ces mécanismes mais aussi les interactions que peuvent avoir ces nanoparticules avec leur environnement et de proposer un mécanisme original et auto-catalysé permettant la fabrication de nanobatôns à partir des nanosphères initialement produites. Ces études mécanistiques permettent l’optimisation des synthèses mais aussi de comprendre la stabilité dans le temps des nanoparticules. Nous avons ainsi pu, en reprenant la synthèse des nanocristaux de cobalt, développer une synthèse à température ambiante et plus rapide (quelques minutes) qui est en accord avec les problématiques modernes de la nanochimie. Cette compréhension mécanistique peut être appliqués à d’autres métaux (ou alliages) comme nous l’avons montré dans ces travaux avec l’extension du mécanisme de formation des nanocristaux au nickel et à l’alliage cobalt-nickel. Enfin nous avons pu montrer qu’il était possible d’utiliser l’XPS pour réaliser des études in-situ de nucléation-croissance ce qui permet un autre apport original à la compréhension mécanistiques de la synthèse des nanomatériaux.Nanoparticles have applications in many fields such as optics, medicine or catalysis ... Even though there are many syntheses, understanding the mechanisms of formation of these nano-objects remains a real challenge. It is in this context that this thesis work falls. For this study, we started with a simple and original monotopic synthesis of cobalt nanocrystals. Cobalt is an interesting metal in particular for two properties: magnetism and catalysis. We have shown that it was possible using in-situ and pseudo-in-situ techniques to understand these mechanisms but also the interactions that these nanoparticles can have with their environment and to propose an original and self-catalyzed mechanism allowing the fabrication of nanorods from the nanospheres initially produced. These mechanistic studies allow the optimization of syntheses but also to understand the stability over time of nanoparticles. We were thus able, by resuming the synthesis of cobalt nanocrystals, to develop a synthesis at room temperature and faster (a few minutes) which is in agreement with the modern problems of nanochemistry. This mechanistic understanding can be applied to other metals (or alloys) as we have shown in this work with the extension of the mechanism of nanocrystals formation to nickel and the cobalt-nickel alloy. Finally, we were able to show that it was possible to use XPS to carry out in-situ nucleation-growth studies, which allows another original contribution to the mechanistic understanding of the synthesis of nanomaterials