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Entretien

Il n’est guère possible de parler de l’image de la France dans les livres scolaires brésiliens sans nous reporter à la propre histoire de l’éducation au Brésil et à l’influence de la culture française sur la culture brésilienne. C’est pourquoi notre communication adoptera le plan suivant. I – Présence de la culture française dans la vie quotidienne au Brésil – Une constatation de l’empreinte de la culture française dans la vie des Brésiliens, par la simple description d’objets et de situation...

Le Néolithique ancien est connu au Sud du Portugal surtout par des fouilles récentes d’habitats de plein air. Ceux-ci, tels que les habitats mésolithiques, occupent des aires vastes, ouvertes et sablonneuses, situées sur la falaise littorale et sur les rives des cours d’eau, jusqu’à 40 km de la mer. Ces habitats néolithiques ont révélé des structures de combustion : foyers en cuvette à pierres chauffées, empierrements et « fours ». L’industrie lithique révèle des traditions héritées du substrat mésolithique régional. La céramique est décorée par des impressions au poinçon (le cardial est rare) et par des cordons. Au Néolithique ancien évolué, la céramique présente des impressions très variées et des incisions. L’économie paraît se baser sur la chasse, sur la récolte de coquillages et sur la pêche, bien qu’enrichie par des formes élémentaires de production d’aliments. Early Neolithic is known in Southern Portugal mainly through récent excavations in open-air sites. These sites, as the regional mesolithic ones, occupie large, open and sandy areas along the coast and near the rivers up to 40 km from the sea. They reveal fire structures : cooking holes (pits with burnt stones), cobbled-floors and small kilns. The lithic industry shows that the role of mesolithic populations, in neolithization, is présent. The Cardium-impressed sherds are rare and most of the pottery bears other impressions and cordons. The impressed décoration of pottery becomes more varied and we can see a progressive increase regarding incised sherds. The earliest phase of neolithic economy seems based on marine mollusc-collecting, hunting and possibly herding and in a reduced agriculture activities.

EQUIPEDirection scientifiqueNicolas Tixier, Laboratoire Cresson – UMR CNRS 1563 – ENSA de GrenoblePilotage des travaux de terrain et assistance à la coordination scientifiqueDamien Masson, Laboratoire Cresson – UMR CNRS n°1563 – ENSA de GrenobleResponsable séminaire São-PauloCintia Okamura (CETESB Agence de protection environnementale de São Paulo)Chercheurs impliqués et équipes partenairesPascal Amphoux, Laure Brayer, Sandra Fiori, Guillaume Meigneux, Steven Melemis (Laboratoire Cresson)Gilles Debizet, Jean-Michel Roux (UMR CNRS PACTE)Frédéric Pousin (UMR CNRS Géographie-cités)Carlos Celso do Amaral e Silva (Université de São Paulo)Patricia Mendes, Carolina Rodriguez (Univ. Campinas)Vincent Puig (IRI), Elena Cogato Lanza (EPFL)Partenaires mobilisésPatrice Coindet, Benoît Adeline, Max Montmayeur (Ville de Grenoble)Ana Claudia (CETESB Agence de protection environnementale de São Paulo)Murielle Pezet-Kuhn, Cédric Lomakine (AURG : Agence d’Urbanisme de l’Agglomération Grenobloise)Hélène Poimboeuf (La Métro : Communauté d’agglomération de Grenoble)Naïm Aït Sidhoum, Pierre Bouchon Cesaro, Thibaut Candela (Zoom Architecture); Can an urban cross-section be used to bring together global environmental issues and situated local ambiental ones that take account of the sensorial dimensions of space and city dwellers’ practices? Starting from this assumption of an urban cross-section as a basis for representing and expressing what are usually separate, i.e., built objects, the sensorial world and social practices, we have conducted exploratory research tailored to environmental concerns based on two themes for which we can readily mobilize both researchers and a decent body of research, namely urban heat (City of Grenoble) and solid waste (City of São Paulo).We have dealt with two categories of questions based on existing research and a series of experiments:• Those relating to the different registers of knowledge inherent in ambiance and the environment as understood by technicians, elected representatives, scientists and users. When and how are actors able to articulate (or more effectively articulate) their knowledge of territory, i.e., more implicit user knowledge or the more explicit-type knowledge of scientists?• Those relating to representation / communication / bargaining tools. How and with what representational basis is it possible to “cross-check data” and move from a phase of reflection to a project-based mindset? For both of these questions and realms, we need to ascertain the operational capability of an urban cross-section both for handing environmental issues in local development as well as for its ability to factor the narratives and practices of inhabitants into the whole urban project process. In light of this dual objective, these experiments propose expanding the standard applications of an urban cross-section to a tool that could be used as a practical field instrument, a representation technique, or possibly even as a project basis, namely an urban transect.The transect could then be a process somewhere between a “clinical” profile and a sensorial perspective, drawing upon both techniques in order to “hybridize” them; as a field-based technique, the transect would be produced from drawings, photos, text and video. By rehabilitating the atmospheric dimension in architectural and urban representations and facilitating the incorporation of narratives, the transect could be harnessed to explore and express sensorial space and practical experiences of the fit between analysis and design.The “long-table” analytic approach has been used to debate these issues and to depict and pool representations. It has proved very effective in generating speech, collating ratings and revealing actual experiences – three very useful properties for establishing a shared prospective diagnosis.; La coupe urbaine peut-elle être un lieu de rencontre entre les enjeux environnementaux globaux et les enjeux locaux d'ambiances situées prenant en compte les dimensions sensibles de l'espace et les pratiques habitantes ? Sur cette hypothèse de départ de la coupe urbaine comme mode de représentation permettant d'articuler ce qui habituellement est séparé, à savoir les objets construits, le monde sensible et les pratiques sociales, nous avons mené un travail exploratoire appliqué aux préoccupations environnementales, ceci à travers deux thématiques pour lesquelles nous pouvions aisément mobiliser corpus et acteurs, celles des chaleurs urbaines (Ville de Grenoble) et celle des déchets solides (Ville de São Paulo). Deux catégories de questions sont traitées à partir de corpus existants et d'une série d'expérimentations que nous avons menées : * Celles qui concernent les différents registres de connaissance impliqués lorsqu'on parle d'ambiance et d'environnement, ceci entre techniciens, élus, scientifiques et usagers. Quand et comment les acteurs arrivent-ils (ou pourraient-ils mieux arriver) à articuler leurs connaissances du territoire, qu'elles soient principalement implicites (comme dans le cas des usagers) ou plutôt explicite (notamment chez les scientifiques) ? * Celles qui concernent les outils de représentation / communication / négociation. Comment, et grâce à quels moyens de représentation, arrive-t-on à " croiser des données " et à faire le passage du domaine de la réflexion à celui du projet ? Pour ces deux questions et pour ces deux terrains, il s'agissait donc d'éprouver l'opérationnalité de la coupe urbaine tant pour la gestion des enjeux environnementaux dans le développement local que pour sa capacité de prise en compte du récit et des pratiques habitantes dans le processus de projet urbain. A cette double fin, ces expérimentations proposent d'élargir les champs d'applications ordinaires de la coupe urbaine à un outil qui se veut à la fois pratique de terrain, technique de représentation et peut-être même posture de projet, à savoir le transect urbain. Le transect se présente alors comme un dispositif se situant entre la coupe " clinique " et le parcours sensible empruntant à ces deux techniques pour les hybrider ; le transect se construit par le dessin, la photo, le texte, la vidéo autant qu'il se pratique in situ. Réhabilitant de fait la dimension atmosphérique dans les représentations architecturales et urbaines, rendant possible l'inscription des récits, le transect peut devenir alors un mode d'interrogation et d'expression de l'espace sensible et des pratiques vécues à l'articulation entre analyse et conception. Un principe de " table longue " a été mis en place pour débattre de ces enjeux et permettre une mise en situation et un partage des représentations. Ce dispositif s'avère être générateur de paroles, collecteur de notations et révélateur de réalités vécues, trois propriétés utiles à l'établissement d'un diagnostique prospectif partagé.

Doutoramento em Gestão. Submitted by Susana Vilar (svilar@iseg.ulisboa.pt) on 2016-10-31T15:09:21Z No. of bitstreams: 1 TD-CPS-1988.pdf: 13836606 bytes, checksum: 1837e5bd2444eca5f4bb066d1e08dff6 (MD5) Made available in DSpace on 2016-10-31T15:09:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TD-CPS-1988.pdf: 13836606 bytes, checksum: 1837e5bd2444eca5f4bb066d1e08dff6 (MD5) Previous issue date: 1988-12

Ce mémoire traite de l’étude de la dynamique vibrationnelle de deux pérovskites hybrides composés d’une couche inorganique séparée par des chaînes organiques (2D) en utilisant des mesures de spectroscopie Raman. Leur structure 2D étant composée de plans inorganiques séparés par des cations organiques, cela impose une dimensionalité réduite qui favorise un confinement quantique et diélectrique. Dans ce travail de recherche, les deux pérovskites hybrides étudiés sont : le (C4H12N)2PbI4 ainsi que le (C8H12N)2PbI4, communément appelés (NBT)2PbI4 et (PEA)2PbI4. La principale différence réside dans leur partie organique qui contient des cations alkyles linéaires (C4H12N)2=(NBT)2 pour le premier pérovskite tandis que le second contient des empilements phenyl (C8H12N)2(PEA)2. Les mesures Raman à basse température ont révélé cinq modes inorganiques et six modes organiques pour le pour le (NBT)2PbI4 ainsi qu’un mode inorganique et trois modes organiques pour le (PEA)2PbI4. De plus, la comparaison des mesures Raman en fonction de la température pour les deux pérovskites révèle des différences pour tous les pics vibrationnels dans le désordre dynamique de ces échantillons, suggérant que les cations organiques ont une grande influence sur la réorganisation dans leur maille élémentaire. Ces comportements pourraient aussi être comparés avec des mesures d’absorption, de photoluminescence et de conductivité en fonction de la température. Les résultats illustrent l’importance et le rôle des cations organiques dans les pérovskites 2D hybrides organiques-inorganiques., In this work, we investigate the vibrational spectrum of two distinct two-dimensional hybrid organic-inorganic perovskites by means of non-resonant Raman spectroscopy. Their particular 2D structure is composed of inorganic lead-ioded layers separated by organic cations, which induces a quantum and dielectric confinement. Two different perovskites are investigated in this work. The first one is (C4H12N)2PbI4 which stands for (NBT)2PbI4 and the second one is (C8H12N)2PbI4, also named (PEA)2PbI4. These two derivatives were carefully selected in order to probe the effects of their organic cation on the lattice dynamics. The organic cation in (NBT)2PbI4 is composed of a linear alkyl group (C4H12N)2=(NBT)2 whereas the one in (PEA)2PbI4 contains a phenyl-substituted ammonium (C8H12N)2=(PEA)2 derivative. Low-temperature Raman measurements revealed five main inorganic modes and six organic modes for (NBT)2PbI4, as well as one inorganic mode and three organic modes for (PEA)2PbI4. In addition, temperature dependent Raman spectra of these two materials revealed several differences in the dynamic disorder as the organic cation seems to have an important role, especially for (PEA)2PbI4. These results highlight the importance of the organic cation in lattice reorganization and dynamic disorder for 2D hybrid organic-inorganic perovskites.

Il sera question dans ce mémoire de l’étude de l’anisotropie de la génération de seconde harmonique (GSH) sur des cuprates supraconducteurs Haut-Tc de terres rares La1.6xNd0.4SrxCuO4 (Nd-LSCO). Les brisures de symétries d’inversion, temporelle et d’espace, de la phase pseudogap seront analysées afin de comprendre le mécanisme d’appariement des quasiparticules de l’état subséquent supraconducteur. Au dessus de la température de transition du pseudogap (T*), les patrons d’anisotropie de la génération de seconde harmonique montrent des contributions à la polarisation en vigueur provenant d’un moment quadrupolaire électrique volumique sur lequel est additionné un moment dipolaire électrique de surface et un moment dipolaire magnétique du volume cristallin, ces deux derniers étant isotropes. Nous n’avons pu toutefois attribuer la nature de l’anisotropie sous T* à une contribution particulière. Cependant, il semble que cette dernière conserve une participation du moment quadrupolaire électrique par sa symétrie octuple montrant néanmoins une réduction de symétrie. Ainsi, la dépendance en température ne semble pas démontrer de variations attribuables à ces hypothèses de symétries d’inversion. D’autre part, une étude théorique complète de l’anisotropie de génération de seconde harmonique du GaAs est présentée et comparée à des mesures expérimentales. Le bon accord entre les deux garantit la qualité et l’efficacité du montage utilisé., This paper discusses the study of the second harmonic generation (GSH) anisotropy on superconducting cuprates of rare-earth elements La1:6xNd0:4SrxCuO4 (Nd-LSCO). Broken inversion symmetries, temporal and space, of the pseudogap phase will be analyzed to understand the mechanism of pairing quasiparticles present in the subsequent superconducting state. Above the transition temperature of the pseudogap (T ), the patterns of anisotropy of the second harmonic generation show contributions to the effective polarization from a bulk electric quadrupole moment on which is added a surface electric dipole moment and a magnetic dipole moment of the bulk, the latter two being isotropic. However, we could not attribute the nature of the anisotropy under T to a particular contribution. Still, it seems that the latter retains an electric quadrupole moment participation by its eightfold symmetry, showing at the same time a symmetry reduction. Thus, the temperature dependence does not seem to show any variations linked to these inversion symmetry hypotheses. On the other hand, a complete theoretical study of the second harmonic generation anisotropy of GaAs is presented and compared with experimental measurements. The good agreement between the two guarantees the quality and the efficiency of the setup used here.

Ce mémoire de maîtrise est consacré à la mise en place d'une technique de spectroscopie quantique comme nouvel outil de caractérisation. La spectroscopie quantique, tout comme la spectroscopie classique, consiste en l'étude des matériaux avec la lumière. La différence est le type de lumière utilisé. Dans le cas présent, on utilise comme sonde des paires de photons qui partagent une propriété très intéressante, soit l'intrication. Les propriétés quantiques que nous promet l'intrication peuvent être utilisées pour donner un net avantage à la lumière quantique sur la lumière dite classique, d'un point de vue spectroscopique. Dans un premier temps, les nombreux avantages qu'offre la spectroscopie quantique seront revus, en explorant les différentes techniques que propose la communauté. En second lieu, les outils théoriques nécessaires à la bonne compréhension du phénomène de génération de photons intriqués, soit la conversion paramétrique spontanée, seront exposés. Ensuite, l'importance de la fonction de corrélation de second ordre dans le formalisme qui décrit la détection de photons intriqués sera discutée. De plus, les propriétés spectrales non classiques du biphoton, soit une paire de photons intriqués, seront exposées. On décrira ensuite les détails expérimentaux portant sur la mise en place d'un interféromètre de type Hong-Ou-Mandel, où l'un des bras contient un matériau à caractériser. L'interaction avec le matériau modifiera les propriétés du biphoton, ce qui sera visible dans le creux d'anti-corrélation causé par l'interférence quantique à deux photons. Malgré l'impossibilité d'observer ce creux d'anti-corrélation à cause du trop faible couplage de la source dans l'interféromètre, la génération de paires de photons intriqués a tout de même été observée. De plus, la possibilité d'observer de l'interférence à deux photons a été montrée en mesurant des oscillations quantiques issues d'interférences à un photon. Cela valide la possibilité d'utiliser cette technique spectroscopique comme nouvel outil de caractérisation., This master's thesis purpose is the implementation of a novel quantum spectroscopy technique for material characterisation. Quantum spectroscopy, like classical spectroscopy, is the study of materials using light. What differs is the type of light which is used. In the present case, photon pairs who share entanglement are used as a probe. From a spectroscopic point of view, the quantum properties of the entanglement can be used to offer a net advantage to quantum light over classical light. First, while exploring the different techniques proposed by the community, we will discuss many advantages offered by the quantum spectroscopy. Next, we will offer the theoritical tools required to the understanding of the entangled photons generation phenomenom, which is the spontaneous parametric down convertion. Then, we will discuss important features of the second order correlation function which are present in the entangled photons detection formalism. Important non classical spectral properties of the biphoton field will also be exposed. In addition, the experimental details about the building of a Hong-Ou-Mandel like interferometer, with a material to characterise in one of the arms, will be given. The interaction with the material will modify the biphoton properties, which will be visible in the anticorrelation dip caused by two-photon quantum interference. Despite the impossibility to measure the anticorrelation dip, because of the too low coupling of the photons in the interferometer, we observed entangled photon generation. Nevertheless, the possibility to observe two-photon interference as been shown by measuring quantum oscillations caused by one photon interference. This validate the possibility to use this technique as a material characterisation spectroscopic tool.

La spectroscopie multidimensionnelle est une technique d’optique ultrarapide qui permet de révéler divers mécanismes cohérents, tant électroniques que vibrationnels. Avec une séquence contrôlée d’impulsions laser, on peut extraire les corrélations entre différents niveaux énergétiques d’un matériau ou d’un composé et suivre leur évolution avec une résolution temporelle de l’ordre de la femtoseconde. Le schéma expérimental utilisé correspond à une technique d’excitation, où une séquence de quatre impulsions colinéaires modulées en phase génère les signaux non linéaires d’intérêt. Ceux-ci sont isolés à travers la photoluminescence totale de l’échantillon par une méthode de détection synchrone et permettent de construire un spectre 2D. La spectroscopie d’excitation multidimensionnelle est appliquée pour une première fois à l’étude de matériaux semi-conducteurs variés. Elle permet de s’affranchir du désordre et de mesurer la largeur homogène d’un polymère semi-conducteur, le P3HT, un matériau modèle en électronique organique. La mesure confirme la nature des photoexcitations du P3HT, soit un exciton délocalisé en 2D, sa fonction d’onde s’étendant le long des chaines de polymère ainsi qu’entre chaines adjacentes. La largeur homogène ne variant pas avec la température, on peut en déduire que le désordre statique limite la longueur de cohérence de l’exciton même à température pièce. La réponse expérimentale d’un dispositif photovotaïque à base de pérovskite permet d’illustrer un cas où la technique d’excitation n’est pas applicable en spectroscopie 2D. Un mélange de populations, identifiable par une dépendance sous-linéaire de l’émission en fonction de l’intensité d’excitation, cause alors un signal incohérent qui camoufle le signal multidimensionnel cohérent. Un modèle théorique révèle la ressemblance entre ces deux signaux, ressemblance toutefois fortuite car le signal incohérent contient simplement l’information sur la réponse linéaire de l’échantillon, on ne peut en déduire des corrélations entre les niveaux énergétiques. La modélisation du mélange de populations et des simulations de la réponse cohérente 2D permettent de déterminer quels types de matériaux sont adaptés pour la technique d’excitation et quelles sont les évidences d’une contamination de la mesure par le signal incohérent. Le mélange de populations contient en soit des informations intéressantes sur la dynamique des excitations optiques, comme le montre notre étude d’une microcavité à polaritons à base de GaAs/AlGaAs. Le polariton est une quasi-particule hybride lumière-matière se manifestant lors du couplage fort entre un exciton et un photon piégé dans une microcavité optique. Au delà d’une certaine densité critique, un gaz de polaritons peu effectuer une transition de phase vers un condensat de Bose-Einstein, provoquant une émission de lumière cohérente ayant une intensité fortement non linéaire en fonction de la densité de polaritons. La relaxation stimulée des polaritons prévient ainsi la mesure d’un spectre 2D par la technique d’excitation, le mélange de populations y étant très important au delà du seuil de condensation. Il permet toutefois de révéler le temps de formation du condensat et il contient la signature des différents mécanismes en jeux lors de la thermalisation., Multidimensional spectroscopy is an ultrafast optics technique which allows to reveal various electronic and vibrational coherent mechanisms. Using a controlled sequence of laser pulses, one can extract the correlations between different energy levels of a material or a compound and follow their evolution on a femtosecond timescale. The experimental system corresponds to an excitation technique, where a sequence of four phase modulated colinear pulses generates the desired nonlinear signals. These signals are isolated through the sample's total photoluminescence with a synchronous detection method and allow to construct a 2D spectrum. Multidimensional excitation spectroscopy is applied for the first time to study diverse semiconducting materials. In P3HT, a semiconducting polymer being a model material in organic electronics, this technique can circumvent the effects of disorder and extracts the homogeneous line width. The measurement confirms the nature of P3HT photoexcitations, an exciton delocalized in two dimensions with a wave function expending along polymer backbone as well as between adjacent chains. Since the homogeneous line width does not vary with temperature, it can be deduced that static disorder limits the exciton coherence length even up to room temperature. The experimental response of a perovskite photovoltaic cell illustrates a case where the excitation technique is not applicable in 2D spectroscopy. In that instance, a population mixing, identified by a sublinear dependence of the emission with excitation density, causes an {\it incoherent} signal that hide the multidimensional coherent signal. A theoretical model reveals the similarities between those two signals, which can be misleading since the incoherent signal simply contains information about the sample linear response. It can not show the correlations between energy levels. The modeling of population mixing and simulations of the 2D coherent response allow to determine which types of materials are adapted for the excitation technique and what are the evidences of a contamination of the measurement by the incoherent signal. However, the population mixing can still enlighten us on the dynamic of optical excitations, as shown by our study of an GaAs/AlGaAs polariton microcavity. A polariton is an hybrid light-matter quasiparticle caused by the strong coupling between an exciton and a photon trapped in an optical microcavity. Above a given critical density, a polariton gaz undergoes a phase transition to a Bose-Einstein condensate, provoking the emission of coherent light with a strong nonlinear behavior with respect to polariton density. Thereby, the polariton stimulated relaxation prevents the acquisition of a 2D spectrum with the excitation technique, the population mixing being too important around the condensation threshold. Still, the population mixing signal reveals the condensate formation time and the signature of various thermalisation mechanisms.

Ce mémoire de maîtrise présente l’implantation d’une sonde d’absorption photo-induite à une expérience de spectroscopie bidimensionnelle d’excitation colinéaire en modulation de phase. Ce type de spectroscopie permet d’étudier les corrélations entre les états électroniques d’un matériau afin d’en connaître mieux la dynamique sur une échelle de temps ultra-rapide. Cette sonde combinée à cette expérience apporte de nouvelles informations sur des matériaux où un couplage nous empêche de bien connaître la dynamique du système. En effet, si un couplage entre deux états du système s’effectue par relaxation, il est impossible de la sonder optiquement. En étudiant les corrélations entre états, on arrive à déduire de l’information sur ce couplage. Afin de vérifier la véracité des résultats obtenus par cette nouvelle sonde, nous voulons les comparer à ceux obtenus par une sonde de photoluminescence pour un système polymérique pour lequel on s’attend à ce que les différents résultats obtenus soient les mêmes, le PCDTBT:PCBM. En effet, comme l’expérience de spectroscopie non linéaire montre les corrélations entre les états excités et les produits finaux, si l’on sonde les mêmes produits finaux à l’aide de différentes sondes, on s’attend aux mêmes résultats. Malgré l’impossibilité de comparer les résultats avec la sonde de photoluminescence, comme le signal émis par le système était trop faible pour être détecté, la validité de cette nouvelle sonde a été démontrée en comparant avec les données déjà connues dans la littérature et en s’assurant de la réponse linéaire de l’échantillon. De plus, le signal obtenu avec la sonde d’absorption photo-induite provenait bien des états excités du PCDTBT:PCBM, donc du signal d’absorption. Finalement, ces résultats furent comparés avec ceux obtenus par une sonde de photocourant. L’efficacité quantique des résultats obtenus par les deux sondes était presqu’identique, prouvant la validité de cette nouvelle sonde pour l’étude des corrélations dans différents matériaux., This master’s thesis present the implemantation of a photo-induced absorption probe to a collinear phase modulated two-dimensionnal excitation spectroscopy experiment. This type of spectroscopy studies the correlations between different elctronic states of a material on an ultrafast timescale to know better about the system’s dynamics. This new probe, combined to this experiment gives insight on materials where a coupling prevents from understandin the dynamic of the system. If there is such coupling between two states, it is impossible to probe the relaxation directly with light. Studying the correlations between the states, is it possible to learn more about this coupling. To prove that this new technique brings valid information on a studied material, we want to compare the results obtained with the photoinduced absorption probe to those obtained with a photoluminescence one for a system where we expect these results to be the same, PCDTBT:PCBM. Since the two-dimensionnal spectroscopy experiment enlightens the correlations between the excited states and the final products, if we probe the same final products with different probes, we should obtain the same results. Even though it was impossible to compare the results with the photoluminescence probe since the emitted signal was too low to be detected, the validity of the new probe was shown by comparing with data already known in the litterature and by making sure that the sample’s response was linear when it was expected to be. Also, the signal obtained with the new probe came from the excited states of the PCDTBT:PCBM, hence of the absorption. Finally, these results were compared to the ones obtained by a photocurrent probe. The quantum efficiency of the obtained results by the both probes was almost identical, proving the validity of this new probe to study correlations in different materials.

Les polymères semi-conducteurs semicristallins sont utilisés au sein de diodes électroluminescentes, transistors ou dispositifs photovoltaïques organiques. Ces matériaux peuvent être traités à partir de solutions ou directement à partir de leur état solide et forment des agrégats moléculaires dont la morphologie dicte en grande partie leurs propriétés optoélectroniques. Le poly(3-hexylthiophène) est un des polymères semi-conducteurs les plus étudiés. Lorsque le poids moléculaire (Mw) des chaînes est inférieur à 50 kg/mol, la microstructure est polycristalline et composée de chaînes formant des empilements-π. Lorsque Mw>50 kg/mol, la morphologie est semicristalline et composée de domaines cristallins imbriquées dans une matrice de chaînes amorphes. À partir de techniques de spectroscopie en continu et ultrarapide et appuyé de modèles théoriques, nous démontrons que la cohérence spatiale des excitons dans ce matériau est légèrement anisotrope et dépend de Mw. Ceci nous permet d’approfondir la compréhension de la relation intime entre le couplage inter et intramoléculaire sur la forme spectrale en absorption et photoluminescence. De plus, nous démontrons que les excitations photogénérées directement aux interfaces entre les domaines cristallins et les régions amorphes génèrent des paires de polarons liés qui se recombinent par effet tunnel sur des échelles de temps supérieures à 10ns. Le taux de photoluminescence à long temps de vie provenant de ces paires de charges dépend aussi de Mw et varie entre ∼10% et ∼40% pour les faibles et hauts poids moléculaires respectivement. Nous fournissons un modèle permettant d’expliquer le processus de photogénération des paires de polarons et nous élucidons le rôle de la microstructure sur la dynamique de séparation et recombinaison de ces espèces., Microstructure plays a crucial role in defining the optoelectrical properties of conjugated polymeric semiconductors which can be used in light harvesting and generating devices such as organic light emitting diodes, field effect transistors or photovoltaic devices. These polymers can be processed from solution or solidstate and form photophysical aggregates, consequently providing a complex network which controls the fate of any photogenerated species. poly(3-hexylthiopene) is one of the most studied polymeric semiconductor. In this material, the molecular weight (Mw) of the polymer governs the microstructure and highly impact the optical and electronic properties. Below Mw≈ 50 kg/mol, the polymer chains forms polycrystalline domains of π-stacked molecules while high Mw (>50 kg/mol) consists of a two-phase morphology of molecularly ordered crystallites that are embedded in amorphous regions. Such morphology provides a bidimensionnal network hosting both neutral excitations, known as Frenkel excitons, and polarons. By means of steady-state and ultrafast spectroscopy experiment and backed up theoretical modeling, we demonstrate that the spatial coherence of such excitations are anisotropic in the lattice and depends on the Mw of the polymer, providing a deep understanding of the interplay between interchain (excitonic) and intrachain coupling in polymer aggregates. Moreover, we show that direct excitation at the interface between molecularly ordered and amorphous regions generates tightlybound charge pairs which decay via quantum tunneling over >10 ns. The yield of delayed photoluminescence arising from the recombination of those charge pairs varies between ∼10% and ∼40% for low and high Mw films respectively. We provide a quantitative model that describes the photogeneration process of those geminate polaron pairs and determine the role of the microstructure in the charge separation and recombination processes.

Cet ouvrage présente une étude portant sur le polymère P3EHT (poly(3-(20-ethyl)hexyl-thiophene)). Parmi les nombreuses caractéristiques de la dynamique des polarons pouvant être étudiées, seules celles liées aux changement de morphologie le seront dans ce travail. De plus, la vérification du modèle HJ permet d’expliquer la photophysique des polymères conjugués, grâce à l’étude des spectres de photoluminescence. L’étude de la dynamique des polarons à travers l’absorption photo-induite en fonction de la fréquence a permis de trouver les durées de vie pour un même échantillon avec des morphologies différentes. Les résultats ont démontré que la morphologie est non seulement fondamentale pour l’étude des polarons, mais consiste aussi en une caractéristique essentielle pour comprendre le nouveau modèle HJ., This work presents a study of the polymer P3EHT (poly (3 - (20-ethyl) hexyl-thiophene)). Among the many features of the dynamics of polarons that could be studied further, we chose those related to changes in morphology. In addition, the verification of the model HJ can explain the photophysics of conjugated polymers, through the study of photoluminescence spectra. The study of the dynamics of polarons through photoinduced absorption as a function of frequency allowed us to find the lifetimes of our sample with different morphologies. Our results demonstrate that the morphology is not only to the study of polarons, but is also an essential feature to understand the new model HJ.

Les hétérojonctions formées de deux matériaux, un donneur et un accepteur (D/A), sont la base de la majorité des mélanges photovoltaïques organiques. Les mécanismes de séparation des charges dans ces systèmes représentent aujourd'hui l'un des sujets les plus chauds et les plus débattus dans ce domaine. Nous entrons au coeur de ce débat en choisissant un système D/A à base de phtalocyanine de cuivre (CuPc) et de fullerène (C60). Pour sonder les états excités de nos molécules et obtenir de l'information sur les phénomènes à l'interface D/A, nous réalisons une expérience pompe-sonde, appelée absorption photoinduite (PIA). Nous y mesurons le changement fractionnaire de transmission au travers de l'échantillon. Les mesures de PIA sont réalisées à l'état de quasi équilibre, à T=10K. Nous observons une modulation prononcée dans la région du photoblanchiment de l'état fondamental qui nous indique que la pompe induit un décalage du spectre d'absorption de l'état fondamental. Ce décalage peut être expliqué par deux processus : soit l'échantillon est chauffé par la pompe (effet thermique) ou bien des charges sont créées à l'interface entre les deux matériaux (effet Stark). La dépendance en température du spectre d'absorption entre 10K et 290K montre une signature thermique pour un changement de température de 80K. Grâce au ratio des raies Raman anti-Stokes et Stokes, nous démontrons que la pompe chauffe l'échantillon de 34 K, température insuffisante pour attribuer notre signal à un effet thermique. Nous évaporons ensuite la bicouche CuPc/C60 sur de l'ITO et du saphir, substrats qui possèdent des conductivités thermiques différentes et nous observons le même signal de PIA, excluant par le fait même l'hypothèse de l'effet thermique. Puisque notre étude est comparable à la spectroscopie à effet Stark, nous procédons à une analyse similaire en comparant notre signal de PIA au spectre de la transmittance et à ses dérivés première et seconde. Nous observons alors que notre signal reproduit presque parfaitement la dérivée seconde de la transmittance. Ces résultats sont conformes à une signature optique d'effet Stark due à la création de charges à l'interface D/A., Nowadays, the donor/acceptor (D/A) structure is one of the most popular configuration for organic solar cells. The charge separation mechanisms in this type of systems is now a hot topic of debate in this field of research. To adress this debate, we choose a D/A system made of copper phthalocyanine (CuPc) and fullerene (C60). In this work, we perform quasi-steady-state photoinduced absorption (PIA) measurements which consist of a pump-probe experiment where we measure the fractional change in transmission through the sample. This experiment probes the excited states of our molecules and gives us informations about the photophysics near the interface between the two materials. The measurements were mainly done at T=10K. We observe a strong modulation of the ground state photobleaching that indicates that the laser excitation induces a shift of the ground state absorption spectrum. This shift can be ascribed to two processes: either the pump is heating the sample (heat transfer) or charge are being created at the interface between the two materials (Stark effect). The temperature dependence of the absorption spectrum between T=10K and T=290K shows a thermal signature for a change in temperature of 80K. By calculating the ratio of the Raman Stokes and anti-Stokes peaks, we establish that the pump heat up the sample of 34K, an insufficient temperature to assign the change of transmittance to a thermal effect. We then evaporate our CuPc/C60 bilayer on ITO and sapphire, two substrates with different thermal conductivities and we observe the same signal thereby excluding the assumption of the thermal effect. Since our study bears a resemblance to Stark spectroscopy, we justify the use of a similar analysis by comparing our PIA signal to the transmittance spectrum of our molecules and its first and second derivative. We find that the signal reproduces almost perfectly the second derivative. Thus, we attribute the aforementioned results to an optical signature of Stark effect due to the creation of charges at the heterojunction.

Nous avons étudié la cohérence excitonique dans le poly[N- 9’-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4,7-di-2-thienyl-2’,1’,3’-benzothiadiazole] (PCDTBT). À l’aide d’un modulateur spatial de lumière, nous avons forgé des impulsions lasers ultracourtes permettant de sonder les cohérences du système. Nous nous sommes concentrés sur les propriétés cohérentes des états excitoniques, soit le singulet et l’état à transfert de charge. Nous avons observé que 35 fs après l’excitation, le singulet et l’état à transfert de charge sont toujours cohérents. Cette cohérence se mesure à l’aide de la visibilité qui est de respectivement environ 10% et 30%. De plus, nous avons démontré que les mécanismes permettant de générer du photocourant dans de tels dispositifs photovoltaïques ne sont déjà plus cohérents après 35 fs. Ces mesures révèlent une visibilité inférieure à 3%, ce qui est en deçà de la précision de nos instruments. Nous concluons donc que les états à transfert de charge ne sont pas les états précurseurs à la génération de photocourant, car ceux-ci se comportent très différemment dans les mesures de cohérences., We have studied the excitonic coherences in poly[N- 9’-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4,7-di-2-thienyl-2’,1’,3’-benzothiadiazole] (PCDTBT). Using a spacial light modulator, we shaped ultrafast laser pulses allowing us to probe the system’s coherences. We focused our strength on studying coherences of excitonic states : the singlet and the charge transfer state. We have observed that that 35 fs after excitation, these states are still coherent. This coherence is measured via the visibility that is of abot 10% and 30% respectively. Furthermore, we have shown that the coherence in states generating photocurrent has already vanished after 35 fs. Our data reveals a visibility smaller than 3%, which is lower our instruments resolution. We therefore conclude that the charge transfer states are not precursor states to photocurrent generation, because of their different visibility behavior.

Le présent projet de maîtrise a pour but d’étudier les interactions optiques des films de nanotubes de carbone (FNTCs) avec les ondes THz. Des expériences d’absorption térahertz faites par spectroscopie THz dans le domaine temporel ont été entreprises sur les films dont l’épaisseur varie. Les films d’épaisseurs allant de 14 à 145 nm, sont des couches minces de nanotubes de carbone (NTCs) empilés les uns sur les autres et sont déposés sur substrats (GaAs et silicium). Une caractérisation comparative des épaisseurs des films est entreprise dans un premier temps par AFM et par ellipsométrie spectroscopique. À cause de la rugosité de la surface et de porosité des films qui compliquent les interactions de la lumière avec les films, les épaisseurs déterminées par AFM sont gardées au détriment de celles d’ellipsométrie. La relation entre les épaisseurs mesurées par AFM en fonction des épaisseurs nominales s’est révélée linéaire. Les couleurs des FNTC sont aussi caractérisées en fonction de leurs épaisseurs. L’expérience d’absorption THz sur les films consiste à enregistrer la transmission d’une impulsion THz à large bande à travers les échantillons. Sur les spectres, on détecte aussi l’impulsion de réflexion, l’écho de réflexion de l’impulsion principale THz à l’intérieur du substrat séparé par un délai temporel. La diminution du pic de l’impulsion principale THz en fonction de l’épaisseur est non linéaire et atteint une saturation pour les films les plus épais. Ce résultat est en lien direct avec les mesures quatre pointes de conductivité dc des films où l’inverse de la résistivité de feuille sature à partir des mêmes épaisseurs de film. L’écho de réflexion de l’impulsion principale à l’intérieur du substrat perd de l’amplitude plus rapidement en fonction de l’épaisseur à cause de près de deux passages supplémentaires de l’impulsion dans le film au moment de la réflexion. Finalement, une disparition de l’impulsion de réflexion à une épaisseur particulière de film (100 nm pour le GaAs et 60 nm pour le Si) démontre les propriétés antiréfléchissantes des FNTCs., In the present masters project, the goal is to study the optical interactions of carbon nanotube films (CNTFs) with terahertz (THz) waves. The THz absorption experiments made by time domain THz spectroscopy have been undertaken on thickness-variable films. CNTFs, which have their thicknesses range from 14 to 145 nm, are thin CNT layers that are piled one on another are deposited on a substrate (GaAs or silicon). First, a comparative characterization of film thicknesses is undertaken with AFM and with spectroscopic ellipsometry. Because of surface rugosity and film porosity which has the effect of complexifying the interaction of light with the films, AFM thicknesses are held for the rest of the analysis instead of those determined with ellipsometry. AFM measured thicknesses scale linearly with respect to nominal thicknesses that are proportional to the CNT density. CNTFs’ colors reveal to be correlated with their thicknesses. THz absorption experiments consist of taking the transmission spectrum of a broad band THz pulse through the samples. On the spectra, we also detect the reflection pulse, which is the echo of the main THz pulse inside the substrate separated by a time delay. The decrease of the main THz pulse with respect to the film thickness is non linear and reaches a saturation plateau for the thickest films. This finding is in direct relationship with four-point probe sheet conductivity measurements made on the films where a saturation is also observed from the same thicknesses. The reflection pulse loses amplitude more rapidly as the film thickness increases because of two additional wave passages in the film during reflection. Lastly, a quenching of the reflection pulse which is observed at a particular film thickness (100 nm for GaAs and 60 nm for silicon) demonstrates antireflection properties for the CNTFs., Les expériences de spectroscopie ont été réalisées en collaboration avec Jean-François Allard du groupe de Denis Morris de l'Université de Sherbrooke.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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