Note ABES Ultrafast electron microscopy of transient states in nanomaterials Microscopie électronique ultrarapide des états transitoires dans les nanomatériaux Matériaux à commutation de spin Ti3O5 Transitions de phase Microscopie électronique ultrarapide Spin-crossover materials Ti3O5 Phase transitions Ultrafast electron microscopy 530.4 620.5 Microscopie électronique en transmission Transitions de phases Spintronique Le projet de recherche de cette thèse est focalisé sur l‘application de la microscopie électronique à transmission ultrarapide (UTEM) à l'étude des transitions de phase dans différents nanomatériaux. Des impulsions laser ultracourtes sont utilisées pour déclencher des transitions électroniques et/ou structurelles, dont l'évolution temporelle est étudiée grâce à des impulsions électroniques ultracourtes. Grâce à cette méthode « pompe-sonde », le comportement de nanoparticules individuelles peut ainsi être étudié avec des résolutions spatiale et temporelle élevées pour évaluer le potentiel de ces matériaux en tant que photo-commutateurs rapides à l'échelle nanométrique. Dans la première partie de la thèse, la dynamique d’élongation associée au changement de spin de nanoparticules à commutation de spin (dits « spin cross-over », SCO), déclenchée par impulsion laser, est étudiée avec une résolution nanoseconde. Il est démontré que la présence dans ces SCO de nanobâtonnets d'or plasmoniquement actifs permet d’augmenter l'efficacité et la vitesse de commutation de ces nanodispositifs. Dans la deuxième partie, il est question de transformations de phase induites par des impulsions laser dans des nanocristaux de Ti3O5. L’existence d’une bistabilité entre deux phases à température ambiante a permis une commutation réversible par impulsions laser. The research projects of this thesis are based on the applications of ultrafast transmission electron microscopy (UTEM) to the study of phase transitions in different nanomaterials. Ultrashort laser pulses are used for inducing electronic and structural transitions whose temporal evolution is studied with ultrashort electron pulses. The behaviour of individual nanoparticles is studied with high spatial and high temporal resolution to evaluate the potential of these materials as fast photoswitches at the nanoscale. In the first part of the thesis, reversible length changes of spin-crossover (SCO) nanoparticles under laser pulses are studied with nanosecond resolution. Plasmonically active gold nanorods that are embedded into the SCO particles are found to increase the efficiency and to speed up the expansion process of SCO under laser pulses. In the second part, phase transformations in Ti3O5 nanocrystals were induced by laser pulses. A bistability between two phases at room temperature allowed reversible switching between the phases with laser pulses. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 8328546 Université de Strasbourg Strasbourg 2022-12-31 https://theses.hal.science/tel-03771358 application/pdf 8336990 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/Hu_Yaowei_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE003/abes https://theses.hal.science/tel-03771358 https://theses.hal.science/tel-03771358 Hu Yaowei 1990-03-17 FR 264135563 0EFB1T05PZ5 21823529 4200003 https://theses.fr/2022STRAE003 2022STRAE003 https://doi.org/10.70675/51c0fafazbfc0z4e14z8ba1z1bd805438c32 2022-05-03 Chimie physique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Banhart Florian MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 129884596 Léonard Jérémie MADS_PRESIDENT_DU_JURY 089269233 Kaiser Ute MADS_RAPPORTEUR_1 264135709 Alloyeau Damien MADS_RAPPORTEUR_2 127555048 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:530 ddc:620 Banhart Florian Léonard Jérémie Kaiser Ute Alloyeau Damien École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 8328546