Caractérisation in situ et en temps réel de nanomatériaux par spectroscopie de plasma // in situ and real-time characterization of nanomaterials by plasma spectroscopy

Topic description

L'objectif de cette thèse est de développer un dispositif expérimental permettant de réaliser l'analyse
élémentaire in situ et en temps réel de nanoparticules lors de leur synthèse (par pyrolyse laser ou pyrolyse
par flamme). La spectrométrie d'émission optique de plasma induit par laser (Laser-Induced Breakdown
Spectroscopy: LIBS) sera utilisée pour identifier les différents éléments présents et de déterminer leur
stoechiométrie.
Les expériences préliminaires menées au LEDNA ont montré la faisabilité d'un tel projet et en particulier
l'acquisition d'un spectre LIBS d'une nanoparticule unique. Néanmoins le dispositif expérimental doit être
développé et amélioré afin d'obtenir un meilleur rapport signal sur bruit, de diminuer la limite de détection, de
tenir compte des différents effets sur le spectre (effet de taille des nanoparticules, de composition ou de
structure complexe), d'identifier et de quantifier automatiquement les éléments présents.
En parallèle, d'autres informations pourront être recherchées (via d'autres techniques optiques) comme la
densité de nanoparticules, la distribution de taille ou de forme.
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The objective of this Phd is to develop an experimental device to perform in situ and real time elemental analysis of nanoparticles during their synthesis (by laser pyrolysis or flame spray pyrolysis). Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) will be used to identify the different elements present and their stoichiometry.
Preliminary experiments conducted at LEDNA have shown the feasibility of such a project and in particular the acquisition of a LIBS spectrum of a single nanoparticle. Nevertheless, the experimental device must be developed and improved in order to obtain a better signal to noise ratio, to increase the detection limit, to take into account the different effects on the spectrum (effect of nanoparticle size, complex composition or structure), to automatically identify and quantify the elements present.
In parallel, other information can be sought (via other optical techniques) such as the density of nanoparticles, the size or shape distribution.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire : Laboratoire d’étude des éléments légers
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : Sciences Chimiques: Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes (2MIB)
Directeur de thèse : BRIANT Marc
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/IRAMIS/NIMBE
URL :
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Funding category

Public/private mixed funding

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