La compréhension des propriétés de transport de charge des nanostructures métalliques et magnétiques est très importante pour le développement et la miniaturisation des dispositifs fonctionnels modernes. En particulier, les nanostructures synthétisées chimiquement sont intéressant car elles permettent de mieux contrôler leur forme et leur taille, ce qui peut être utilisé pour ajuster leurs propriétés de transport de charge. L'objectif de cette thèse est d'étudier les aspects différents des propriétés de transport de charge qui résultent de la petite taille et de la nature magnétique de différents types de nanostructures comprenant des nanoparticules de Pt (1,3-3 nm), des particules magnétiques FeCo (⁓10 nm), et complexe de coordination à base de triazole Fe (II). Pour préciser davantage, des phénomènes tels que le blocage de Coulomb, la magnétorésistance tunnel et la transition de spin seront mis en évidence. En fonction de la propriété souhaitée, ces nanostructures peuvent être exploitées pour leurs applications dans divers capteurs, actionneurs et dispositifs spintroniques, etc. / Understanding charge transport properties of metallic and magnetic nano-structures is highly important for the development and miniaturization of modern functional devices. In particular, chemically synthesized nano-structures are in focus as they provide better control over their shape and size, which can be used to tune their charge transport properties. The aim of this thesis is to study the various aspects of charge transport properties which emerge due to the small size and magnetic nature of different types of nanostructures which include Pt nanoparticles (1.3-3 nm), FeCo magnetic particles (⁓10 nm), and Fe (II) triazole based coordination complex. To further specify, phenomenon such as Coulomb blockade, tunnel magnetoresistance and spin-transition will be in focus. Depending on the desirable property, these nanostructures can be exploited for their applications in a variety of sensors, actuators and spintronic devices etc.

Une première partie de ce travail de thèse consiste au développement d'une nouvelle synthèse chimique de nanocristaux supraconducteurs de plomb ayant la particularité de produire de grandes quantités de nanocristaux monodisperses. Cette synthèse nous permet de réaliser des mesures précises des propriétés thermodynamiques supraconductrices en fonction de la taille des nanocristaux. Nous présentons des mesures de susceptibilité magnétique de ces nanocristaux afin d'analyser l'amplitude de l'effet Meissner en fonction de la taille des particules. Pour des tailles de nanoparticules de plomb comprises entre 10 et 30 nm, nous avons trouvé que l'amplitude de l'effet Meissner est plus faible de plusieurs ordres de grandeurs que prédite par la théorie de Ginzburg-Landau. Nous avons aussi trouvé que cet effet est totalement supprimé pour des particules de diamètres inférieurs à 16 nm lorsque le spectre électronique devient discret. Ce résultat montre que les effets du confinement quantique altèrent l'état superfluide même pour des tailles supérieures à la taille déterminée par le critère d'Anderson. Ce critère contrôle l'existence des paires de Cooper dans le nanocristal. Dans une seconde partie de cette thèse, nous présentons une étude du transport électronique dans des réseaux de nanocristaux d'or réalisés par la technique de Langmuir. Nous présentons l'évolution des propriétés de conduction électrique et optique de ces réseaux avec le couplage des nanocristaux par des molécules alcanedithiols. Nous montrons que la conductivité du réseau augmente fortement pour de petites chaînes alcanes sans pour autant conduire à un état métallique. Aux basses températures de l'Hélium liquide, les caractéristiques courant-tension mesurées sur ces réseaux montrent un comportement non-linéaire et exhibent une tension seuil VT pour l'établissement d'un courant électronique dans le réseau. Nous analysons ce comportement caractéristique du transport dans un réseau avec blocage de Coulomb avec le modèle de Middleton et Wingreen, lequel identifie le passage du régime isolant au régime conducteur à une transition du second ordre. Au voisinage du point critique VT, on observe que la loi reliant le courant à la tension appliquée suit la relation attendue théoriquement. La valeur de l'exposant trouvé suggère que le transport est dominé par des mécanismes de co-tunneling.