Ce travail concerne l'étude de cristaux scintllateurs et en particulier, le développement de silicates de lutécium dopés cérium: Lu2Si2O7:Ce3+ (LPS) et Lu2(1-x)Y2xSiO5:Ce3+ (LYSO). Une densité et un numéro atomique effectif élevés ,une reponse rapide, un rendement lumineux élevé sont quelques-unes des propriétés qui rendent les cristaux de LPS et de LYSO intéressants pour la detection de rayonnement gamma. En raison de leur application potentielle en imagerie médicales (TEP° et en géophysique, le développement de ces cristaux est envisagé. Un travail important d'optimisation des conditions d'élaboration par la méthode Czochralski a été effectué afin d'obtenir des cristaux performats de grande taille, et ce, de façon reproductible. Ce développement ne peut se faire sans une bonne compréhension des mécanismes. Dans ce sens, plusieurs approches (XPS, spectroscopie optique résolue en temps...) sont proposées pour localiser les niveaux d'energie des lanthanides par rapport à ceux de la matrice.

The Gibraltar porphyry-Cu deposit is a large open pit porphyry Cu mine in Canada with the geological tonnage (production and reserves) of 3.2 Mt Cu. The Gibraltar deposit is hosted by the Granite Mountain Batholith (GMB), a tonalitic batholith with the surface exposure over 150 km2. All rocks within the batholith are tonalites with minor quartz diorites. The batholith intrudes into mafic volcanoclastic rocks of the Nicola group in the Quesnel terrane of the Canadian Cordillera. The Cu mineralization at Gibraltar is confined to a small 4.5 km2 area in the central part of the batholith and occurs primarily as disseminated chalcopyrite. New U-Pb dating on zircon shows protracted late Triassic magmatism spanning ~25 m.y. for the formation of the GMB. Early magmatism is dated at 229.2±4.4 Ma in unmineralized tonalites. Later, at least three magmatism form the Cu mineralization during a period spanning from 218.9±3.1 Ma to 205.8±2.1 Ma. These fertile magmas form in a more mature arc setting, superseded early barren magmatic activity in a more juvenile arc setting for the bulk of the GMB. Epidote in the GMB shows compositional zoning with Fe-poor cores and Fe-rich rims. The zoning in the mineralized intrusions likely reflects changes in hydrothermal fluid, from S-rich to S-poor. The data from the Gibraltar deposit shows that an economic porphyry Cu deposit may be found in igneous rocks with low Sr/Y in bulk rocks and low Eu/Eu* in zircon. In the Gibraltar deposit, Ce anomalies in zircon reflect oxidation conditions and are correlated with Cu resource associated with their respective intrusion.

Ce travail concerne l'étude de cristaux scintillateurs inorganiques découverts récemment : LaCl3:Ce3+ et LaBr3:Ce3+. Une réponse rapide, un rendement lumineux élevé et une excellente résolution énergétique sont quelques-unes des propriétés qui rendent les cristaux de LaCl3:Ce3+ et LaBr3:Ce3+ intéressants pour la détection de rayonnement gamma, tout particulièrement en imagerie médicale. La forte hygroscopie de ces matériaux nécessite l'adaptation des modes opératoires habituels pour la détermination des caractéristiques physico chimiques. Une fois déterminées, ces caractéristiques servent au développement de la synthèse industrielle des cristaux.<br />La bonne compréhension du mécanisme de scintillation et de l'effet des défauts présents dans le matériau permet d'envisager des pistes pour l'optimisation des performances du scintillateur. Dans ce sens, plusieurs techniques sont utilisées (RPE, radioluminescence, excitation laser, thermoluminescence,...). Au côté des ions Ce3+ , des excitons auto-piégés sont impliqués dans le mécanisme de scintillation ; leur nature et leur rôle sont précisés. La connaissance des divers processus impliqués dans le mécanisme de scintillation conduit à prévoir l'effet de la température et du taux de dopage sur les performances du scintillateur. Un mécanisme est proposé pour expliquer les processus de thermoluminescence à l'origine de l'apparition de composantes lentes dans l'émission lumineuse et d'une perte de rendement lumineux. Enfin, l'étude de la luminescence persistante permet de révéler un transfert de charge vers des pièges profonds impliqués dans la thermoluminescence à haute température.

Concentration of Ce3+ is one of the most important parameters that influence the reactivity of ceria based catalyst. In this work we examine different experimental approaches for controlling Ce3+ concentration in cerium oxide model catalyst systems such as: i) influencing the stoichiometry of ceria, ii) introducing high valence doping agent, and iii) growing ultra thin ceria films with a strong metal substrate interaction. Structure, morphology and chemical state of prepared reduced ceria based systems were examined by means of surface science techniques: scanning tunneling microscopy, low-energy electron diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. In the present work an original method of ceria film reduction was introduced that allows stepwise control on stoichiometry and degree of film reduction (i). Further we introduce preparation procedures for well-ordered tungsten doped ceria model system (ii) and for the high quality 2D ultrathin ceria system on Cu (1 1 1) (iii). Preparation methods and model systems introduced in this work incorporate different physicochemical principles of Ce3+ induction and provide a variety of model systems useful for examining different effects that diversely prepared Ce3+ ions have on the activity of the catalyst.