Identification des parois des nanotubes de carbon à double-parois par spectroscopie Raman

Ce mémoire porte sur la caractérisation optique des nanotubes de carbone à double-parois (DWNT). Afin de mieux comprendre les propriétés des DWNT, comme les interactions interparois,ceux-ci ont été étudiés à l'aide de la spectroscopie Raman et de la photoluminescence (PL). À cet effet, des montages ont été mis en place et les instruments ont été calibrés et testés. Il est démontré dans ce travail que la nature électronique des parois formant le DWNT peut être identifiée à l'aide de la spectroscopie Raman. Des parois métalliques (M) et semiconductrices (S) formant des DWNT de compositions M@S (M inclus dans S), S@S, S@M et M@M ont été étudiés. Ce mémoire présente comment identifier et caractériser optiquement ces divers espèces de DWNT. Afin de simplifier l'interprétation des résultats, les mesures ont été effectuées sur des DWNT uniques. En plus des propriétés M ou S, l'approche optique montre qu'il est aussi possible d'identifer la chiralité des parois. En pratique, seule la chiralité des parois résonantes à la fréquence d'excitation sont identifiables en PL et en Raman. Toutefois, notre étude montre qu'une fonctionnalisation chimique par réaction covalente est nécessaire pour confirmer que le nanotube étudié est un DWNT et non pas deux nanotubes mono-parois fagotés. Quatre raies Raman sont mesurées aux environ des phonons optiques (~1600 cm-1) sur des S@S et M@M isolés sur un substrat. La configuration de polarisation d'excitation de détection (Z;Z+X) confirme que ces raies correspondent aux modes A des phonons TO et LO des parois internes et externes du DWNT. Pour les DWNT comportant seulement une paroi semi-conductrice, des modes supplémentaires apparaissent. Ces modes normalement interdit dans la configuration (Z;Z + X), correspondant à la symétrie E2 de phonons transverses optiques. L'apparition de ces modes pour les DWNT mixtes suggère que certaines symétries sont brisées probablement par l'interaction inter-parois.