Dans le but d’observer l’influence du nombre de plans atomiques sur les propriétés op- tiques de couches ultra-minces de pérovskite d’halogénure de plomb méthylammonium, des échantillons ont été fabriqués suivant trois méthodes de synthèse, une par synthèse liquide en deux étapes et deux par évaporation. La qualité des échantillons synthétisés selon la méthode liquide a été vérifiée par des mesures de spectroscopie rayon X à angle rasant. Nous avons observé que les temps de trempage utilisés n’étaient pas assez longs afin de convertir tout le PbI 2 . Aucun autre échantillon n’a cependant été synthétisé selon cette mé- thode puisque leur épaisseur était trop grande pour ce qui était recherché. Les échantillons synthétisés par évaporation ont été vérifiés par rétrodiffusion Rutherford. Afin de vérifier les propriétés optiques de ces échantillons, des mesures de photoluminescence ont été ef- fectuées. Aucune émission pouvant être attribuée aux pérovskites n’a été trouvée. Suivant l’hypothèse que cela était dû à la dégradation des couches par l’humidité, des mesures de RBS utilisant la résonance de l’oxygène ont été effectuées afin de voir s’il y avait une aug- mentation dans la quantité d’oxygène comparativement à un substrat de silicium vierge. Nous avons trouvé (11±2)×10 15 atomes/cm 2 d’oxygène dans le substrat vierge par rapport à (7±2)×10 15 atomes/cm 2 d’oxygène pour l’échantillon. Il y a donc 36% moins d’oxygène dans l’échantillon, alors que la quantité de silicium dans le pic d’oxyde était similaire dans les deux mesures, suggérant la même épaisseur d’oxyde initiale. Il semble donc qu’une des étapes de synthèse enlève de l’oxygène et qu’il y a globalement une diminution dans la quantité d’oxy- gène. Comme cela ne concorde avec aucune des deux situations envisagées, dégradation ou non, il n’était pas possible de déterminer par ces mesures si l’absence de signal de photo- luminescence était due à l’humidité. Des mesures RBS/ERD ont donc été effectuées afin de mesurer s’il y avait insertion de l’autre composant de l’humidité, soit l’hydrogène. Nous avons trouvé que la quantité d’hydrogène présente était 3.6 fois plus élevée que ce qui de- vrait être le cas à partir de la quantité des précurseurs évaporés. Une si grande différence ne peut être expliquée par la dégradation par l’humidité, il y a forcément d’autres mécanismes qui provoquent une augmentation de la quantité d’hydrogène. Il s’avère donc que la chimie entourant la synthèse et la dégradation des échantillons est plus complexe qu’initialement considérée. / In order to observe the influence of the number of atomic layers on the optical properties of ultrathin layers of methylammonium lead iodide perovskite, samples were synthesized using three different methods, one by a two-step liquid synthesis and two by evaporation. The quality of the samples synthesized by the liquid method was verified by grazing incidence X-ray diffraction spectroscopy measurements. We observed that the soaking times used were not long enough to convert all the PbI2. No other sample was synthesized by this method since the thickness of these was too great for our goal. The samples synthesized by evaporation were checked by Rutherford backscattering spectrometry. In order to verify the optical properties of these samples, photoluminescence measurements were made. No emission that can be attributed to perovskites has been found. Under the assumption that this was due to moisture degradation of the perovskite layers, RBS measurements using oxygen resonance were performed to see if there was an increase in the amount of oxygen compared to a virgin silicon substrate. We found (11±2)×1015atoms/cm2 of oxygen for the substrate versus (7±2)×1015atoms/cm2 of oxygen for the sample. There is 36% less oxygen in the sample, whereas the quantity of silicon in the surface is similar in both measurements, suggesting the same initial oxide thickness. It seems that one of the synthesis steps removes oxygen and that there is globally a decrease in the amount of oxygen. Since this does not concord with either of the two situations considered, degradation or not, it was not possible to determine just from these measurement if the lack of photoluminescence signal was due to moisture. RBS / ERD measurements were then taken to measure whether there was an increase in the other component of moisture, hydrogen. We found that the amount of hydrogen present was 3.6 time higher then predicted by the amount of evaporated precursors. Such a large difference can not be explained solely by moisture degradation, there are inevitably other mechanisms that cause an increase in the amount of hydrogen. It turns out that the chemistry surrounding the synthesis and the degradation of the samples is more complex than initially considered.

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Ma thèse de doctorat était consacrée à l'étude des systèmes quantiques à plusieurs corps dissipatifs et pilotés. Ces systèmes représentent des plateformes naturelles pour explorer des questions fondamentales sur la matière dans des conditions de non-équilibre, tout en ayant un impact potentiel sur les technologies quantiques émergentes. Dans cette thèse, nous discutons d'une décomposition spectrale de fonctions de Green de systèmes ouverts markoviens, que nous appliquons à un modèle d'oscillateur quantique de van der Pol. Nous soulignons qu’une propriété de signe des fonctions spectrales des systèmes d’équilibre ne s’imposait pas dans le cas de systèmes ouverts, ce qui produisait une surprenante "densité d’états négative", avec des conséquences physiques directes. Nous étudions ensuite la transition de phase entre une phase normale et une phase superfluide dans un système prototype de bosons dissipatifs forcés sur un réseau. Cette transition est caractérisée par une criticité à fréquence finie correspondant à la rupture spontanée de l'invariance par translation dans le temps, qui n’a pas d’analogue dans des systèmes à l’équilibre. Nous discutons le diagramme de phase en champ moyen d'une phase isolante de Mott stabilisée par dissipation, potentiellement pertinente pour des expériences en cours. Nos résultats suggèrent qu'il existe un compromis entre la fidélité de la phase stationnaire à un isolant de Mott et la robustesse d'une telle phase à taux de saut fini. Enfin, nous présentons des développements concernant la théorie du champ moyen dynamique (DMFT) pour l’étude des systèmes à plusieurs corps dissipatifs et forcés. Nous introduisons DMFT dans le contexte des modèles dissipatifs et forcés et nous développons une méthode pour résoudre le problème auxiliaire d'une impureté couplée simultanément à un environnement markovien et à un environnement non-markovien. À titre de test, nous appliquons cette nouvelle méthode à un modèle simple d’impureté fermionique. / My PhD was devoted to the study of driven-dissipative quantum many-body systems. These systems represent natural platforms to explore fundamental questions about matter under non-equilibrium conditions, having at the same time a potential impact on emerging quantum technologies. In this thesis, we discuss a spectral decomposition of single-particle Green functions of Markovian open systems, that we applied to a model of a quantum van der Pol oscillator. We point out that a sign property of spectral functions of equilibrium systems doesn't hold in the case of open systems, resulting in a surprising ``negative density of states", with direct physical consequences. We study the phase transition between a normal and a superfluid phase in a prototype system of driven-dissipative bosons on a lattice. This transition is characterized by a finite-frequency criticality corresponding to the spontaneous break of time-translational invariance, which has no analog in equilibrium systems. Later, we discuss the mean-field phase diagram of a Mott insulating phase stabilized by dissipation, which is potentially relevant for ongoing experiments. Our results suggest that there is a trade off between the fidelity of the stationary phase to a Mott insulator and robustness of such a phase at finite hopping. Finally, we present some developments towards using dynamical mean field theory (DMFT) for studying driven-dissipative lattice systems. We introduce DMFT in the context of driven-dissipative models and developed a method to solve the auxiliary problem of a single impurity, coupled simultaneously to a Markovian and a non-Markovian environment. As a test, we applied this novel method to a simple model of a fermionic, single-mode impurity.

Ce mémoire présente nos travaux sur les simulations numériques des mécanismes de dissipation mécanique interne (DMI) dans le a-Si. Ce travail s’inscrit dans le contexte des détecteurs d’ondes gravitationnelles, où les excitations à basses énergies dans les matériaux des miroirs constituent la principale source de bruit. On introduit le cadre théorique dans lequel le mémoire s’inscrit, soit le théorème de fluctuation-dissipation et les théories de l’état de transition et systèmes à deux niveaux, et on fait un court résumé de l’état des connaissances expérimentales sur le sujet. On présente ensuite les méthodes numériques : les méthodes d’exploration de l’énergie potentielle, les potentiels interatomiques et les méthodes de préparation des configurations atomiques, de même qu’une revue des travaux théoriques sur la DMI. Les résultats principaux du projet de maîtrise, incluant l’analyse des systèmes à deux niveaux dans le a-Si et le calcul de la DMI, sont présentés au troisième chapitre, sous la forme d’un article de revue. On termine par détailler nos travaux sur la DMI en employant la spectroscopie mécanique. / This master’s thesis presents our work on numerical simulations of internal mechanical dissipation (IMD) mechanisms in a-Si. This work is done in the context of gravitational wave detectors, where low-energy excitations in the materials of the mirrors are the main source of noise. We introduce the theoretical framework of the project, starting with the fluctuationdissipation theorem, and following with the transition state theory and the two-level systems (TLS) theory. A short review of experimental work on the subject is also presented. This is followed by a presentation of the numerical methods: potential energy landscape exploration techniques, interatomic potentials and atomic configurations preparation methods, as well as a review of numerical studies of the IMD. The main results of the thesis, an analysis of the two-level systems in a-Si and calculations of the IMD, are presented in chapter 3, in the form of a journal article. We finish by detailing our work on IMD using mechanical spectroscopy.

Depuis une vingtaine d’années, le graphène est étudié à travers le monde pour ses propriétés opto-électroniques remarquables. Malgré tous ces efforts et la simplicité apparente de ce feuillet monoatomique de carbone, sa physique subtile continue de surprendre et reste à découvrir. Cette étude exploratoire vise à évaluer l’effet du dopage et de l’hydrogénation sur le spectre Raman du graphène afin de mieux comprendre les propriétés électroniques sous-jacentes. Pour ce faire, on utilise le RIMA, un imageur Raman hyperspectral qui se distingue des montages Raman traditionnels par sa capacité à produire rapidement des cartes Raman d’une centaine de microns de côté, ce qui permet de résoudre spatialement les propriétés de l’échantillon en plus d’avoir un nombre statistique de spectres. Les échantillons sont produits intégralement dans nos laboratoires et chaque procédé est contrôlé et détaillé dans ce mémoire. Le graphène est synthétisé par dépôt chimique en phase vapeur (Chemical Vapor Deposition, CVD) puis exposé à un faisceau d’hydrogène atomique à haute température pour former des liens C-H sur la surface. Le dopage est généré et contrôlé en immergeant simplement l’échantillon dans une solution de pH variable en ayant préalablement déposé des nanoparticules de platine à sa surface. L’équilibre chimique impliquant le couple rédox Pt/PtO permet de fixer son énergie à un pH donné et d’effectuer un transfert de charge efficace avec le graphène. On obtient ainsi un dopage ajustable, allant d’un fort dopage p à un faible dopage n. Nos résultats révèlent la présence d’un mécanisme de dégradation inattendu relié à l’exposition continue au laser qui suggère une migration de l’hydrogène à la surface pour se concentrer dans la région irradiée. L’évolution des propriétés optiques laisse croire qu’on atteint une densité suffisante d’hydrogène pour modifier la structure de bandes du graphène et le rendre significativement semi-conducteur. Les cartes Raman ont aussi révélé que l’hydrogénation ne semble pas homogène à l’échelle de nos mesures. La densité de défauts a été quantifiée avec deux méthodes différentes qui sont généralement en accord. Au niveau du dopage, notre méthode ne semble pas produire un transfert de charges aussi important que prévu par la loi de Nernst, ce qui pourrait être expliqué par un mauvais contact entre le platine et le graphène. Par contre, on observe en général les tendances prévues dans la littérature, mais avec un décalage en énergie qui pourrait être expliqué par une augmentation du travail de sortie du graphène de 100-200 meV après hydrogénation. / For the past twenty years, graphene has been studied worldwide for its remarkable optoelectronic properties. Despite all these efforts and the apparent simplicity of this monoatomic sheet of carbon, its subtle physics continues to surprise and remains to be discovered. The aim of this exploratory study is to assess the effect of doping and hydrogenation on the Raman spectrum of graphene, in order to better understand the underlying electronic properties. To do this, we are using RIMA, a hyperspectral Raman imager that differs from traditional Raman setups in its ability to rapidly produce Raman maps of around 100 microns on a side, enabling us to spatially resolve the properties of the sample in addition to having a statistical number of spectra. The samples are produced entirely in our laboratories, and each process is controlled and detailed in this thesis. Graphene is synthesized by chemical vapor deposition (CVD), then exposed to a high-temperature atomic hydrogen beam to form C-H bonds on the surface. Doping is generated and controlled simply by immersing the sample in a solution of variable pH, having previously deposited platinum nanoparticles on its surface. The chemical equilibrium involving the redox couple Pt/PtO enables its energy to be fixed for a given pH and an efficient charge transfer to take place with the graphene. This results in an adjustable doping, ranging from high p-doping to low n-doping. Our results reveal the presence of an unexpected degradation mechanism linked to continuous laser exposure, suggesting hydrogen migration across the surface to concentrate in the irradiated region. The evolution of optical properties suggests that a sufficient density of hydrogen is reached to modify the band structure of graphene and render it significantly semiconducting. Raman maps also revealed that hydrogenation does not appear to be homogeneous at the scale of our measurements. Defect density was quantified using two different methods which are in general agreement. In terms of doping, our method does not seem to produce as much charge transfer as predicted by Nernst’s law, which could be explained by poor contact between platinum and graphene. On the other hand, we generally observe the trends predicted in the literature, but with an energy shift that could be explained by an increase in graphene work function of 100-200 meV after hydrogenation.

Ce mémoire porte sur la détermination de la structure magnétique du supraconducteur et fermion lourd Ce₃PtIn₁₁ dans l’état supraconducteur par spectroscopie muonique afin de vérifier l’existence de la phase antiferromagnétique dans la phase supraconductrice. Il est suggéré que l’effet Kondo écrante le champ magnétique du site Ce(1) qui serait responsable de la supraconductivité et le site Ce(2) serait plutôt responsable de l’ordre magnétique. Les mesures ont été prises sur une mosaïque de monocristaux cultivés en laboratoire préalablement au début de ce mémoire par spectroscopie muonique. Au site muonique dans l’état supraconducteur, un champ magnétique entre 45.4(1.1)G et 48.7(1.3)G au site Ce(1) et entre 120(4)G et 132(3)G au site Ce(2) est mesuré, appuyant l’hypothèse de départ. Les sites possibles d’implantation de muons dans la cellule cristalline du Ce₃PtIn₁₁ ont été calculés pour les quatre structures magnétiques proposées par Shioda et al. Ces sites ont été visuellement comparés à la distribution de densité électronique dans la cellule cristalline du Ce₃PtIn₁₁ mais il n’a pas été possible de confirmer ou infirmer la présence d’une des quatre structures. Un échantillon de CeIn₃ a été analysé pour vérifier l’impact d’une contamination de 5-10% dans l’échantillon de Ce₃PtIn₁₁. L’absence de signal de précession dans la gamme de température d’intérêt indique qu’une contamination en CeIn₃ n’aurait pas d’impact significatif sur l’interprétation des champs magnétiques. La croissance de nouveaux échantillons de Ce₃PtIn₁₁ polycristallin et de Ce₃PtIn₁₁ et CeIn₃ monocristallins a également été effectuée. Le pourcentage de Ce₃PtIn₁₁ polycristallin calculé par diffraction aux rayons-X est de 55.49790%, et la croissance de Ce₃PtIn₁₁ monocristallin n’a pas réussi. Le pourcentage de CeIn₃ monocristallin calculé par diffraction aux rayons-X est de 93.6291%, et la caractérisation du CeIn₃ par chaleur spécifique concorde avec les résultats antérieurs avec une transition de phase près de 10K. / This thesis concerns the determination of the magnetic structure of the superconductor and heavy fermion Ce₃PtIn₁₁ in the superconducting state by muon spectroscopy in order to verify the existence of the antiferromagnetic phase in the superconducting phase. It is suggested that the Kondo effect screens the magnetic field of the Ce(1) site, responsible for superconductivity, while the Ce(2) site is responsible for the magnetic order. The measurements were taken on a mosaic of single crystals grown in the laboratory prior to the start of this thesis by muon spectroscopy. At the muon site in the superconducting state, a magnetic field between 45.4(1.1)G and 48.7(1.3)G at the Ce(1) site and between 120(4)G and 132(3)G at the Ce(2) is measured, supporting the initial hypothesis. The possible muon implantation sites in the Ce₃PtIn₁₁ crystal cell were calculated for the four magnetic structures proposed by Shioda et al. These sites were visually compared to the electron density distribution in the Ce₃PtIn₁₁ crystal cell but it was not possible to confirm or refute the presence of any of the four structures. A CeIn₃ sample was analyzed to verify the impact of 5-10% contamination in the Ce₃PtIn₁₁ sample. The absence of a precession signal in the temperature range of interest indicates that CeIn₃ contamination would not have a significant impact on the interpretation of the magnetic fields. The growth of polycrystalline Ce₃PtIn₁₁ and single-crystal Ce₃PtIn₁₁ and CeIn₃ samples was also carried out. The percentage of polycrystalline calculated by X-ray diffraction is 55.49790%, and the growth of Ce₃PtIn₁₁ single crystals was not successful. The percentage of single-crystalline CeIn₃ calculated by X-ray diffraction is 93.6291%, and the characterization of CeIn₃ by specific heat agrees with previous results with a phase transition near 10K.

Within the scope of this thesis, a theoretical study of liquid flow in graphitic nanopores was performed. More precisely, a combination of numerical simulations and analytic approach was used to establish the special properties of carbon nanotubes for fluid transport: Molecular dynamics flow simulations of different liquids in carbon nanotubes exhibited flow velocities that are 1-3 orders of magnitude higher than predicted from the continuum hydrodynamics framework and the no-slip boundary condition. These results support previous experiments performed by several groups reporting exceptionally high flow rates for water in carbon nanotube membranes. The reason for this important flow enhancement with respect to the expectation was so far unclear. In this work, a careful investigation of the water/graphite friction coefficient which we identified as the crucial parameter for fast liquid transport in the considered systems, was carried out. In simulations, the friction coefficient was found to be very sensitive to wall curvature: friction is independent of confinement for water between flat graphene walls with zero curvature, while it increases with increasing negative curvature (water at the outside of the tube), and it decreases with increasing positive curvature (water inside the tube), eventually leading to quasi frictionless flow for water in a single file configuration in the smallest tubes. A similar behavior was moreover found with several other liquids, such as alcohol, alcane and OMCTS. Furthermore, a theoretical approximate expression for the friction coefficient is presented which predicts qualitatively and semi-quantitatively its curvature dependent behavior. Moreover, a deeper analysis of the simulations according to the proposed theoretical description shed light on the physical mechanisms at the origin of the ultra low liquid/solid friction in carbon nanotubes. In fine, it is due to their perfectly ordered molecular structure and their atomically smooth surface that carbon nanotubes are quasi-perfect liquid conductors compared to other membrane pores like, for example, nanochannels in amorphous silica. The newly gained understanding constitutes an important validation that carbon nanotubes operate as fast transporters of various liquids which makes them a promising option for different applications like energy conversion or filtration on the molecular level.

La présente thèse porte sur les limites de la théorie de la fonctionnelle de la densité et les moyens de surmonter celles-ci. Ces limites sont explorées dans le contexte d'une implémentation traditionnelle utilisant une base d'ondes planes. Dans un premier temps, les limites dans la taille des systèmes pouvant être simulés sont observées. Des méthodes de pointe pour surmonter ces dernières sont ensuite utilisées pour simuler des systèmes de taille nanométrique. En particulier, le greffage de molécules de bromophényle sur les nanotubes de carbone est étudié avec ces méthodes, étant donné l'impact substantiel que pourrait avoir une meilleure compréhension de ce procédé sur l'industrie de l'électronique. Dans un deuxième temps, les limites de précision de la théorie de la fonctionnelle de la densité sont explorées. Tout d'abord, une étude quantitative de l'incertitude de cette méthode pour le couplage électron-phonon est effectuée et révèle que celle-ci est substantiellement plus élevée que celle présumée dans la littérature. L'incertitude sur le couplage électron-phonon est ensuite explorée dans le cadre de la méthode G0W0 et cette dernière se révèle être une alternative substantiellement plus précise. Cette méthode présentant toutefois de sévères limitations dans la taille des systèmes traitables, différents moyens théoriques pour surmonter ces dernières sont développés et présentés dans cette thèse. La performance et la précision accrues de l'implémentation résultante laissent présager de nouvelles possibilités dans l'étude et la conception de certaines catégories de matériaux, dont les supraconducteurs, les polymères utiles en photovoltaïque organique, les semi-conducteurs, etc. / This thesis studies the limitations of density functional theory. These limits are explored in the context of a traditional implementation using a plane waves basis set. First, we investigate the limit of the size of the systems that can be treated. Cutting edge methods that assess these limitations are then used to simulate nanoscale systems. More specifically, the grafting of bromophenyl molecules on the sidewall of carbon nanotubes is studied with these methods, as a better understanding of this procedure could have substantial impact on the electronic industry. Second, the limitations of the precision of density functional theory are explored. We begin with a quantitative study of the uncertainty of this method for the case of electron-phonon coupling calculations and find it to be substantially higher than what is widely presumed in the literature. The uncertainty on electron-phonon coupling calculations is then explored within the G0W0 method, which is found to be a substantially more precise alternative. However, this method has the drawback of being severely limitated in the size of systems that can be computed. In the following, theoretical solutions to overcome these limitations are developed and presented. The increased performance and precision of the resulting implementation opens new possibilities for the study and design of materials, such as superconductors, polymers for organic photovoltaics and semiconductors.

La présente thèse porte sur les limites de la théorie de la fonctionnelle de la densité et les moyens de surmonter celles-ci. Ces limites sont explorées dans le contexte d'une implémentation traditionnelle utilisant une base d'ondes planes. Dans un premier temps, les limites dans la taille des systèmes pouvant être simulés sont observées. Des méthodes de pointe pour surmonter ces dernières sont ensuite utilisées pour simuler des systèmes de taille nanométrique. En particulier, le greffage de molécules de bromophényle sur les nanotubes de carbone est étudié avec ces méthodes, étant donné l'impact substantiel que pourrait avoir une meilleure compréhension de ce procédé sur l'industrie de l'électronique. Dans un deuxième temps, les limites de précision de la théorie de la fonctionnelle de la densité sont explorées. Tout d'abord, une étude quantitative de l'incertitude de cette méthode pour le couplage électron-phonon est effectuée et révèle que celle-ci est substantiellement plus élevée que celle présumée dans la littérature. L'incertitude sur le couplage électron-phonon est ensuite explorée dans le cadre de la méthode G0W0 et cette dernière se révèle être une alternative substantiellement plus précise. Cette méthode présentant toutefois de sévères limitations dans la taille des systèmes traitables, différents moyens théoriques pour surmonter ces dernières sont développés et présentés dans cette thèse. La performance et la précision accrues de l'implémentation résultante laissent présager de nouvelles possibilités dans l'étude et la conception de certaines catégories de matériaux, dont les supraconducteurs, les polymères utiles en photovoltaïque organique, les semi-conducteurs, etc. / This thesis studies the limitations of density functional theory. These limits are explored in the context of a traditional implementation using a plane waves basis set. First, we investigate the limit of the size of the systems that can be treated. Cutting edge methods that assess these limitations are then used to simulate nanoscale systems. More specifically, the grafting of bromophenyl molecules on the sidewall of carbon nanotubes is studied with these methods, as a better understanding of this procedure could have substantial impact on the electronic industry. Second, the limitations of the precision of density functional theory are explored. We begin with a quantitative study of the uncertainty of this method for the case of electron-phonon coupling calculations and find it to be substantially higher than what is widely presumed in the literature. The uncertainty on electron-phonon coupling calculations is then explored within the G0W0 method, which is found to be a substantially more precise alternative. However, this method has the drawback of being severely limitated in the size of systems that can be computed. In the following, theoretical solutions to overcome these limitations are developed and presented. The increased performance and precision of the resulting implementation opens new possibilities for the study and design of materials, such as superconductors, polymers for organic photovoltaics and semiconductors.

Cette thèse porte sur le calcul de structures électroniques dans les solides. À l'aide de la théorie de la fonctionnelle de densité, puis de la théorie des perturbations à N-corps, on cherche à calculer la structure de bandes des matériaux de façon aussi précise et efficace que possible. Dans un premier temps, les développements théoriques ayant mené à la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT), puis aux équations de Hedin sont présentés. On montre que l'approximation GW constitue une méthode pratique pour calculer la self-énergie, dont les résultats améliorent l'accord de la structure de bandes avec l'expérience par rapport aux calculs DFT. On analyse ensuite la performance des calculs GW dans différents oxydes transparents, soit le ZnO, le SnO2 et le SiO2. Une attention particulière est portée aux modèles de pôle de plasmon, qui permettent d'accélérer grandement les calculs GW en modélisant la matrice diélectrique inverse. Parmi les différents modèles de pôle de plasmon existants, celui de Godby et Needs s'avère être celui qui reproduit le plus fidèlement le calcul complet de la matrice diélectrique inverse dans les matériaux étudiés. La seconde partie de la thèse se concentre sur l'interaction entre les vibrations des atomes du réseau cristallin et les états électroniques. Il est d'abord montré comment le couplage électron-phonon affecte la structure de bandes à température finie et à température nulle, ce qu'on nomme la renormalisation du point zéro (ZPR). On applique ensuite la méthode GW au calcul du couplage électron-phonon dans le diamant. Le ZPR s'avère être fortement amplifié par rapport aux calculs DFT lorsque les corrections GW sont appliquées, améliorant l'accord avec les observations expérimentales. / This thesis deals with electronic structure calculations in solids. Using density functional theory and many-body perturbation theory, we seek to compute the band structure of materials in the most precise and efficient way. First, the theoretical developments leading to density functional theory (DFT) and to Hedin's equations are presented. It is shown how the GW approximation allows for a practical scheme to compute the self-energy, whose results enhance the agreement of the band structure with experiments, compared to DFT. We then analyse the performance of GW calculations in various transparent oxides, namely ZnO, SnO2 and SiO2. A special attention is devoted to the plasmon-pole model, which allows to accelerate significantly the calculations by modelling the inverse dielectric matrix. Among the different plasmon-pole models, the one of Godby and Needs turns out to be the most accurate in the studied materials. The second part of the thesis concentrates on the interaction between vibrations of the crystal lattice with electronic states. It is first shown how the electron-phonon coupling affects the band structure at finite temperature and at zero temperature, which is called the zero-point renormalization (ZPR). Then, we use the GW method to compute the electron-phonon coupling in diamond. The ZPR turns out to be strongly amplified with respect to DFT upon the application of GW corrections, enhancing the agreement with experimental observations.