Les nanofils d’or ultrafins sont des objets fascinants présentant une morphologie quasi 1D, leur diamètre n’excédant par 2 nm pour une longueur micrométrique. Les quelques 30 atomes qui composent la section de ses fils sont principalement des atomes de surface, permettant d’envisager des applications de type capteurs. De plus, l’anisotropie de forme unique pourrait permettre un confinement électronique unidimensionnel, menant à de nouvelles propriétés physiques. Nous avons réalisé une étude fondamentale de la synthèse et réaliser une première étude de transport sur une assemblée de nanofils.La première partie du manuscrit, divisée en quatre chapitres, consiste en l’étude du mécanisme de croissance de ces nanofils ultrafins. Suite à une analyse détaillée des modèles proposés, nous introduisons la technique de diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) utilisée pour nos études mécanistiques. Le chapitre 3 est consacré à l’étude de la synthèse de nanofils en milieu confiné. Contrairement aux postulats précédents, un suivi cinétique in-situ par SAXS nous a permis de montrer que la phase lamellaire n’intervenait pas dans la croissance des objets, voir même qu’elle était détrimentaire à leur formation. Le dernier chapitre présente la synthèse en milieu isotrope. Un mécanisme de croissance efficace où les sphères jouent le rôle de germe est avancé. L’auto-organisation des fils en solution suivant une phase hexagonale appuie l’hypothèse d’une stabilisation des fils par une double couche d’oleylamine et de chlorure d’ammonium. Un mécanisme de croissance analogue aux mécanismes proposés pour les bâtonnets d’or dans l’eau est donc proposé.La deuxième partie du manuscrit, divisée en trois chapitres, consiste en une caractérisation des propriétés de transport électronique dans ces nanofils d’or ultrafins. Nous dressons, dans un premier temps, un bilan des différents régimes de transport observés au sein de nano-objets de basse dimensionnalité. Suite aux étapes indispensables de dépôt et de connexion, le troisième chapitre présente les premières mesures de transport effectuées sur des assemblées de nanofils d’or faiblement couplées. Nous mettons ainsi en évidence, grâce à une étude sur une large gamme de températures et de tensions de polarisation, un transport de charge coopératif dans le cadre d’un régime de blocage de Coulomb. / Ultra-narrow gold nanowires are captivating objects with a quasi-1D morphology, with a diameter lower than 2 nm and a micrometric length. The few 30 atoms which compose the wire section are mainly surface atoms, allowing to consider applications such as sensors. Moreover, the unique anisotropic shape may permit a one-dimensional electronic confinement, leading to new physical properties. We conducted a fundamental study of the synthesis and a preliminary transport study on an assembly of nanowires.The first part of the manuscript, divided into four chapters, consist of the growth mechanism study of these ultra-narrow gold nanowires. Further to a detail analysis of the proposed models, we present the small angle X-rays scattering (SAXS) technique used for our mechanistic studies. The third chapter deals with the study of the nanowires synthesis in a confined environment. Unlike the previous postulates, a in-situ kinetic monitoring by SAXS allow us to point out that the lamellar phase was not involved in the objects’ growth, even more that it was detrimental for their formation. The last chapter presents the synthesis in an isotropic system. An efficient growth mechanism where the spheres act as seeds is advanced. The wires’ self-assembly in solution in a hexagonal super-lattice supports the hypothesis of wire stabilization by a bilayer of oleylamine and oleylammonium chloride. Therefore, a growth mechanism similar to the one proposed in the case of gold nanorods in water is proposed.The second part of the manuscript, divided into three chapters, consist in a characterization of the electronic transport properties in these ultra-narrow gold nanowires. At first, we report on the different types of transport observed low-dimensionality nano-objects. Further to the necessary deposit and connection steps, the third chapter presents the first transport measurements performed weakly coupled assemblies of gold nanowires. We highlight, through a study on a wide range of temperatures and bias voltages, a cooperative charges transport through a Coulomb blockade regime.

Au cours de ce travail de thèse à caractère expérimental, nous nous sommes attachés à mesurer les spectres absolus de section efficace d’absorption de nanotubes de carbone individuels placés dans différents environnements. Pour ce faire, nous avons développé un dispositif expérimental basé sur la technique de spectroscopie à modulation spatiale qui permet d’accéder de manière directe à la section efficace d’absorption de nano-objets individuels. Cette méthode ne requière aucun a priori sur les propriétés des nanotubes, et très important nous affranchit des effets d’ensemble. Ainsi, nous avons pu étudier les propriétés d’absorption de nanotubes individuels simple et double parois dans les environnements suivants : suspendus librement, agrégés en petit fagot, et déposés sur substrat. Plus précisément, l’évolution de l’absorption excitonique des nanotubes est analysée en fonction des paramètres structuraux (diamètre, nombre de parois, chiralité) et de l’environnement de ces derniers. Un autre aspect de cette thèse a pour objet l’analyse des propriétés de transport électronique des nanotubes de carbone soumis à des pressions hydrostatiques de gaz de l’ordre du gigapascal, avec la possibilité d’accéder au régime des basses températures. Ici, nous nous sommes concentrés sur l’étude de transistors à effet de champ composés de petits fagots de nanotubes de carbone contactés à leurs extrémités par des électrodes en palladium. Dans ce cadre, nous avons notamment réalisé la première observation de l’effet de blocage de Coulomb sous pression. Au final, ce travail de thèse a permis d’analyser les propriétés optiques et électroniques intrinsèques aux nanotubes de carbone et leur évolution sous l’effet de différents environnements (écrantage diélectrique, dopage chimique, contrainte mécanique et pression hydrostatique). Ce travail a pu être réalisé grâce au développement de nouvelles techniques permettant de sonder ces propriétés au niveau du nanotube individuel / In this dissertation, we report on the experimental investigation of the optical properties of single- and double-wall carbon nanotubes. Despite numerous studies performed using photoluminescence or Raman and Rayleigh scattering, knowledge of their optical response is still partial. In particular direct quantitative measurement of their absorption cross-section has not been achieved yet. Using spatial modulation spectroscopy we have determined, over a broad optical spectral range, the spectrum and amplitude of the absorption cross-section of identified individual single- and double-wall carbon nanotubes. These quantitative measurements permit the determination of the oscillator strength of the different excitonic resonances. Furthermore, investigation of the same nanotube, either a single-wall or double-wall nanotube, freestanding or deposited on a substrate shows large broadening with increase of oscillator strength of the excitonic resonances, as well as stark weakening of polarization dependent antenna effects, due to nanotube-substrate interaction. Similar study on nanotube bundles and double-wall nanotubes demonstrate the importance of inter-tube and inter-wall exciton coupling effects which seem to be of different nature in these two types of sample. The second part of this thesis studies electrical transport in carbon nanotube bundles under high pressure condition and low temperature. The behavior of nanotubebased field-effect transistors has been investigated, in the classical and Coulomb blockade regime, under gas-pressure up to 0.9 GPa. Overall, this dissertation communicates on the quantitative analysis of the absorption and electronic properties of carbon nanotubes and how they are influenced by various environmental effects such as dielectric screening, stress induced strain, hydrostatic pressure, or chemical doping. The novelty of this work is to address these issues at the single nanotube level

We have investigated processes of ionization, energy absorption and subsequent explosion of atomic and molecular clusters under intense laser illumination using numerical as well as analytical methods. In particular, we focused on the response of composite clusters, those consisting of different atomic elements, to intense light pulses. Another major theme is the effect of the molecular structure of clusters on their Coulomb explosion. The action of intense laser pulses on clusters leads to fundamental, irreversible changes: they turn almost instantaneously into nanoplasmas and subsequently disintegrate into separate ions and electrons. Due to this radical transformation, remarkable new features arise. Transient cluster nanoplasmas are capable of absorbing enormous amounts of laser energy. In some cases more than 90 % of incident laser energy is absorbed by a gas of clusters with a density much smaller than that of a solid. After the efficient absorption, the energy is transformed into production of energetic ions, electrons, photons, and even neutrons. Composite clusters show especially interesting behavior when they interact with intense laser pulses. Nanoplasmas formed in composite clusters may absorb even more laser energy, than those formed in homogeneous clusters, as we demonstrate in this work. One of the most important results of this thesis is the identification of a novel type of plasma resonance. This resonance is enabled by an unusual ellipsoidal shape of the nanoplasma created during the ionization process in a helium droplet doped with just a few xenon atoms. In contrast to the conventional plasma resonance, which requires significant ion motion, here, the resonant energy absorption occurs at a remarkably fast rate, within a few laser cycles. Therefore, this resonance is not only the most efficient (like the conventional resonance), but also, perhaps, the fastest way to transfer laser energy to clusters. Recently, dedicated experimental studies of this effect were performed at the Max Planck Institute in Heidelberg. Their preliminary results confirm our prediction of a strong, avalanche-like ionization of the helium droplet with a small xenon cluster inside. A conventional plasma resonance, which relies on the cluster explosion, also exhibits interesting new properties when it occurs in a composite xenon-helium cluster with a core-shell geometry. We have revealed an intriguing double plasma resonance in this system. This was the first theoretical study of the influence of the helium embedding on the laser- driven nanoplasma dynamics. Our results demonstrate the important role of the interaction between xenon and helium parts of the cluster. Understanding this interaction is necessary in order to correctly interpret the experimental results. We have elucidated several important properties of Coulomb explosion in atomic and molecular clusters. Specifically, it was found that the kinetic energy distribution of ions after the Coulomb explosion of an atomic cluster is quite similar to the initial potential energy distribution of ions and is only weakly influenced by ion overtake effects, as was believed before. For the case of molecular hydrogen clusters, we have shown that the alignment of molecules inside the cluster affects its Coulomb explosion. Investigation of the dynamical processes in composite and molecular clusters induced by intense laser pulses is a step towards understanding them in more complex nano-objects, such as biomolecules or viruses. This is of great interest in the context of x-ray diffractive imaging of biomolecules with atomic resolution, which is one of the main goals of new x-ray free electron laser facilities.:1. Introduction 1 2. Interaction of clusters with intense laser pulses 5 2.1. Cluster formation and structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.1. Cluster formation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1.2. Cluster structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.1.3. Composite clusters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.2. Matter in intense light fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.1. Laser sources . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.2.2. Atoms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.3. Clusters under intense laser pulses . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3.1. Three stages of intense laser-cluster interaction . . . . . 12 2.3.2. Pathways of cluster ionization and energy absorption . . 13 2.3.3. Composite clusters in intense laser fields . . . . . . . . . 14 2.4. Scenarios of cluster explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.1. Coulomb explosion vs. quasi-neutral expansion . . . . . 15 2.4.2. Anisotropic explosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.5. Comparison between experiment and theory . . . . . . . . . . . 18 3. Theoretical methods for intense laser-cluster interaction 21 3.1. The Hamiltonian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 3.2. Survey of simulation methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2.1. Quantum methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.2.2. Classical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3. Our method: classical microscopic molecular dynamics . . . . . 24 3.3.1. Initial configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.3.2. Integrating the equations of motion . . . . . . . . . . . . 26 3.3.3. Observables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4. The role of quantum effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 4. Cluster nanoplasma: a statistical approach 33 4.1. Vlasov-Poisson formalism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.2. Nanoplasma electrons at quasi-equilibrium . . . . . . . . . . . . 34 4.2.1. Self-consistent potential and electron density . . . . . . . 34 4.2.2. Energy distribution of nanoplasma electrons . . . . . . . 36 4.3. Harmonic oscillator model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4.3.1. Derivation from kinetic equations . . . . . . . . . . . . . 42 4.3.2. Comparison with the molecular dynamics results . . . . 44 4.4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 5. Ionization and energy absorption in helium droplets doped with xenon clusters 47 5.1. Local ignition and anisotropic nanoplasma growth . . . . . . . . 48 5.1.1. Cluster size dependence . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5.1.2. Nanoplasma resonance during its anisotropic growth . . 51 5.1.3. Range of laser frequencies and intensities . . . . . . . . . 55 5.1.4. Plasma resonance for circular polarization . . . . . . . . 56 5.1.5. Summary and future work . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 5.2. Electron migration and its influence on the cluster expansion . . 59 5.2.1. Charging dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.2.2. Explosion dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 5.3. Interplay between nanoplasma expansion and its electronic response 63 5.3.1. Single pulse: time-dependence . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.3.2. Two pulses: a pump-probe study . . . . . . . . . . . . . 67 5.4. Conclusions and outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6. Coulomb explosions of atomic and molecular clusters 75 6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 6.2. Analytical treatment of the Coulomb explosion . . . . . . . . . . 76 6.2.1. Steplike density profile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.2.2. Kinetic approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.2.3. Gradually decreasing initial density . . . . . . . . . . . . 83 6.3. Coulomb explosions of atomic and molecular hydrogen clusters: a molecular dynamics study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.3.1. Kinetic energy distributions of ions (KEDI) . . . . . . . 85 6.3.2. Information loss during the explosion . . . . . . . . . . . 87 6.3.3. Ion overtake processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 6.3.4. Non-radial motion of ions . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 6.3.5. Three-body effects in Coulomb explosion . . . . . . . . . 93 6.4. Conclusions and outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 7. Conclusions and outlook 97 7.1. Physical conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 7.2. Methodological conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 7.3. Research perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 A. Suppression of the cluster barrier 101 B. Structure determination for Xen@Hem clusters 103 C. Calculation of the time-dependent phase shift 107 D. Potential of a uniformly charged spheroid 109 E. On the possibility of molecular alignment inside hydrogen clusters 111 Bibliography

[pt] Este trabalho de dissertação de mestrado apresenta a implementação da análise limite numérica com formulação mista-fraca, baseada no teorema do límite inferior, e sua aplicação em problemas de estabilidade axissimétricos. Aformulação com elementos finitos foi implementada no software Matlab, onde se estabelece o problema de otimização que compreende a definição da equação de equilibrio e a adaptação dos criterios de ruptura de Drucker-Prager e Mohr-Coulomb às programações cônica de segunda ordem e semidefinida, respectivamente, e que posteriormente é resolvido com o algoritmo Mosek Aps 9.2. Como resultado do problema de otimização o fator de colapso e o campo de velocidades podem ser obtidos, permitindo identificar o mecanismo de ruptura. O presente trabalho foca-se na análise de estabilidade de um poço que é executada em 3 fases, em função das condições consideradas no modelo. Os resultados obtidos da análise axissimétrica foram validados mediante analises em modelos tridimensionais e comparados com resultados dos softwares Plaxis 2D e Optum G2, também foram incluídos os resultados da modelagem MPM, com o sotware MPM-PUCRio. Por fim foi estudado o caso da capacidade de carga de uma fundação circular rasa, cujos resultados foram comparados com os apresentados por outros autores. / [en] This work dissertation presents the implementation of numerical limit analysis with mixed-weak formulation, based on the the lower bound limit theorem and its application in axisymmetric stability problems. The finite element formulation was implemented in Matlab, where the optimization problem is established, which comprises the definition of the equilibrium equation and the adaptation of the Drucker-Prager and Mohr-Coulomb rupture criteria to the second-order cone programming and semidefined programming, respectively, and which is later solved with the Mosek Aps 9.2 algorithm. As a result of the optimization problem, the collapse factor and the speed field can be obtained, allowing to identify the rupture mechanism.The present work focuses on the stability analysis of a well that is carried out in 3 phases, depending on the conditions considered in the model. The results obtained in the axissymmetric analysis were validated through analysis in three-dimensional models and compared with results of plaxis 2D and Optum G2 software, also included the results of MPM modeling, with the software MPM-PUCRio. Finally, the case of the load capacity of a shallow circular foundation is studied, the results of which are compared with those presented by other authors.

I samband med Förbifart Stockholm och Tvärförbindelse Södertörn förväntas en flaskhals skapas vid Vårbybron i södra Stockholm. För att förhindra överbelastning planeras en nybyggnation där pålgrundläggning med grävpålar föreslås. Markförhållanden är ovanliga i Stockholm, med över 100 meter ned till berg. Komplexa omständigheter i området gör det nödvändigt att analysera markrörelser som verkar på grundläggningen. Syftet med studien är att undersöka horisontella- och vertikala sättningar vid ett brolandfäste. Syftet är vidare att analysera vilken typ av numerisk konstitutiv modell som är lämplig med hänsyn till studiens specifika fall och område; Mohr-Coulomb (MC), Hardening Soil (HS) och Hardening Soil med small-strain stiffness (HSS). Slutligen ska jordparametrarnas väsentlighet avgöras i en parameterstudie. Sonderingsdata tillämpas i studien för att skapa en jordlagermodell i AutoCAD Civil 3D 2019 Metric och vidare simulering av sättningar i Plaxis 2D. Vid modellering av sättningar i förekommande geologi rekommenderas att en avancerad modell används, med fördel HSS. Däremot kräver mer avancerade modeller noggranna indata för tillförlitligt resultat och ytterligare tester för styvhetsparametrar bör utföras. I detta projekt kan dyrare tester tänkas sänka slutgiltig budget, eftersom underskattning av moduler i djupa och fast lagrade jordar baserade på konservativt valda moduler ger upphov till en dyrare konstruktion. / In conjunction with the opening of the Stockholm Bypass and Tvärförbindelse Södertörn, a bottleneck is expected at the bridge Vårbybron in southern Stockholm. To prevent traffic congestion, a new construction is planned where pile foundation consisting of bored piles is proposed. The ground conditions are unusual and not typical for Stockholm involving over 100 meters distance to rock. Complex circumstances in the area makes it complicated as well as necessary to analyze ground movements. The aim of the study is to investigate horizontal- and vertical settlements at a bridge abutment. The aim is further to analyze which type of numerical constitutive model that is appropriate with respect to the specific case and area; Mohr-Coulomb (MC), Hardening Soil (HS) and Hardening Soil with small-strain stiffness (HSS). Finally, the significance of the soil parameters is to be determined in a parameter analysis. Results from soundings are used to create a geological model in AutoCAD Civil 3D 2019 Metric. Furthermore, simulation of settlements in Plaxis 2D is performed. It is recommended to apply advanced models for this type of geology, advantageously HSS. However, more advanced models require accurate input data to obtain reliable results, and additional tests for stiffness parameters must be performed for accuracy in the results. In this project, more expensive tests can be thought of as lowering the final budget, as underestimation of modules in deep and stiff soils based on conservatively selected modules leads to an unnecessarily expensive construction.

Ce mémoire est le résultat d'une recherche purement exploratoire concernant la définition d'une application de réseaux de neurones à base de transistors monoélectroniques (Single-Electron Transistor, SET). Il dresse un portait de l'état de l'art actuel, et met de l'avant la possibilité d'associer les SET avec la technologie actuelle (Field Electron Transistor, FET). La raison de cette association est que les SET peuvent être perçus comme un moyen de changement de paradigme, c'est-à-dire remplacer une fonction CMOS occupant une grande place par un dispositif alternatif présentant de meilleures performances ou équivalentes. Par l'intermédiaire de leurs caractéristiques électriques peu ordinaires au synonyme de"l'effet de blocage de Coulomb", les SET ont le potentiel d'être exploités intelligemment afin de tirer profit sur la consommation énergétique essentiellement. Cette problématique est présentée comme une des propositions alternatives"Beyond CMOS" aux termes de la diminution géométrique des transistors FET à la lumière de l'ITRS. Cette recherche propose d'exposer des circuits électroniques de technologie MOS complétés à l'aide de SET (circuits hybrides) et de montrer que l'on est capable de les remplacer ou les compléter (partiellement) dans des architectures à réseau de neurones. Pour cela, des simulations sous logiciel Cadence Environnement permettront de valider le comportement des circuits sur plusieurs critères tels que la vitesse de réponse et la consommation énergétique, par exemple. En résultat, seront proposées deux architectures à réseaux de neurones de fonctions différentes : une architecture Winner-Take-All et un générateur de spikes en tension. La première étant inspirée d'une publication provenant de GUIMARAES et al., veut démontrer qu'à partir d'une architecture SET existante, il est envisageable de se l'approprier et de l'appliquer aux paramètres des SET du CRN[indice supérieur 2] augmentant donc nos chances de pouvoir les concevoir dans notre groupe de recherche. Le second axe est la simulation d'un circuit capable de générer des signaux à spikes sans perte d'information, ce qui requerrait un nombre considérable de transistors FET sans l'utilisation de SET, mettant donc en valeur la réduction de composants.

Le concept d'automate cellulaire quantique (QCA) introduit en 1993 représente un changement de paradigme dans la microélectronique moderne. Introduite en 1993, cette technologie utilise la position de quelques électrons plutôt que la quantité d'électrons dans un condensateur pour encoder l'information. Ce paradigme réduit grandement la consommation énergétique de ces dispositifs électroniques et pourrait permettre de repousser les limites rencontrées avec les technologies classiques. Plusieurs réalisations expérimentales de ce concept ont été réalisées, mais ne fonctionnent qu'à très basse température (1,5 K). Les développements réalisés à l'aide du procédé nanodamascène à l'Université de Sherbrooke ont permis de démontrer la faisabilité de fabrication des transistors monoélectroniques fonctionnant à haute température (> 400 K). Ces transistors sont sensibles à des variations de la configuration de charges plus faible que la charge d'un électron et peuvent donc servir de détecteurs de charge. Cette fonctionnalité en fait un outil indispensable pour la détection de l'état de sortie d'un circuit QCA. Les travaux de cette thèse portent sur la combinaison de ces deux technologies avec l'objectif de pouvoir élever la température d'opération des QCA électrostatiques. L'architecture d'une demi-cellule QCA bistable pour l'encodage de l'information binaire et des transistors monoélectroniques comme détecteurs de l'état de charge de la demi-cellule est conçue afin de fabriquer ces deux parties en utilisant le procédé nanodamascène. À terme, la combinaison des deux concepts pourrait donner une technologie compatible avec les technologies actuelles et fonctionnant à haute température. Le document présente une méthode de simulation innovante permettant d'utiliser la géométrie réelle du dispositif et d'obtenir les caractéristiques électriques en tenant compte des effets parasites. Cette méthode est utilisée pour optimiser le dessin du dispositif, pour corréler les résultats attendus avec les mesures expérimentales, puis pour en extraire certains paramètres comme les résistances tunnel et les permittivités diélectriques des matériaux de barrière tunnel. Une étude démontrant l'impact de l'utilisation de structures sacrificielles pour le polissage mécano chimique a permis d'optimiser leur taille et leur densité pour améliorer l'uniformité du polissage. Les résultats obtenus de jonctions tunnel MIM ont permis d'améliorer la stabilité dans le temps des dispositifs. Finalement, les caractérisations de transistors monoélectroniques individuels et couplés permettent de démontrer le fonctionnement des dispositifs, leur correspondance aux valeurs attendues et la possibilité de les utiliser comme détecteur de charge. Les résultats présentés dans ces travaux permettent de conclure que tous les éléments nécessaires sont en place pour permettre la fabrication d'une cellule QCA en procédé nanodamascène. Les travaux représentent un premier grand pas vers la démonstration de QCA nanodamascène fonctionnant à haute température.

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.

The first part of this thesis deals with the study of mesoscopic fluctuations of the Coulomb drag resistance in double-layer GaAs/AlGaAs heterostructures, both in weak magnetic fields and strong magnetic fields. In the second part, measurements are made in a monolayer graphene structure, specifically of the quantum lifetime, and the mesoscopic resistance fluctuations at quantising magnetic fields.

A análise da Interferência Coulombiana-Nuclear (ICN) foi aplicada à distribuição angular experimental do espalhamento inelástico de 6Li de 28,0 MeV em 76Ge, na excitação do estado 2_1^+. Os dados foram adquiridos no sistema Pelletron-Espectrógrafo Magnético Enge do LAFN do IFUSP. Na detecção dos íons emergentes, no plano focal do imã, foi utilizado um detector sensível à posição (PSD) de barreira de superfície (área de detecção de 47 × 8 mm^2 e espessura útil de 500 m). No presente trabalho foi introduzida a técnica de processamento digital de pulsos (PDP) no sistema de aquisição. Foram medidos espectros associados a vinte e seis ângulos de espalhamento na região angular de interesse: 10^o_Lab 55^o. A análise foi realizada na aproximação de Born com ondas distorcidas (DWBA) utilizando o potencial nuclear de transição descrito pelo modelo do potencial óptico deformado (DOMP) e parâmetros ópticos globais. O ajuste das previsões sobre a distribuição angular experimental foi realizado pela minimização do ^2 através do método iterativo de Gauss. O ajuste permitiu a extração dos parâmetros correlacionados: _2^N, comprimento de deformação nuclear e C_2=(_2^C)(_2^N ), razão entre os comprimentos de deformação de carga e nuclear. Os valores dos parâmetros correlacionados obtidos neste trabalho foram C_2=1,101(20) e _2^N=1,08(21) fm. Testes estatísticos através da simulação de Monte Carlo de 5000 novos conjuntos de dados comprovaram a qualidade do método empregado no ajuste dos parâmetros correlacionados. A metodologia aplicada na análise da ICN, permitiu a extração da razão (B(E2))B(IS2) ,que é proporcional ao quadrado de C_2, com boa precisão devido ao cancelamento da incerteza no fator de escala, das seções de choque absolutas. Os resultados obtidos no presente trabalho são inéditos e permitiram análise da evolução da coletividade ao longo da cadeia de isótopos pares de germânio, em conjunto com os valores obtidos nos isótopos 70,72,74Ge estudados previamente. Os resultados ao longo da cadeia indicaram que, apesar de uma leve predominância da contribuição dos prótons em relação aos nêutrons na excitação dos primeiros estados quadrupolares dos 70,72,76Ge, a contribuição dos nêutrons é consideravelmente maior para o 74Ge. Este aumento sugere forte mistura de configurações na descrição do estado fundamental deste isótopo. / The inelastic scattering of 28,0 MeV 6Li on 76Ge in the excitation of the 2_1^+ state, has been studied with the Coulomb-Nuclear Interference (CNI) analysis. The data were measured at the Pelletron-Enge-Spectrograph facility at LAFN-IFUSP. A solid-state position sensitive silicon detector (PSD) (500 m thickness and 47 × 8 mm^2 area) was used to measure the data at the spectrometer focal plane. Digital pulse processing (DPP) was implemented in the acquisition system. Twenty-six spectra were measured at carefully chosen scattering angles in the range of 10^o_Lab 55^o to obtain an angular distribution. The analysis was performed with the Distorted Wave Born Approximation (DWBA) and applied for the nuclear transition potential, the Deformed Optical Potential Model (DOMP), under well-established global optical parameters. The fit of the predicted cross sections to the experimental data through ^2 minimization, using the iterative method of Gauss, allowed for the extraction of the correlated parameters, _2^N, the mass deformation length, and C_2=(_2^C)(_2^N ), the ratio between charge and mass deformation lengths. The correlated parameters obtained in the present work were C_2=1,101(20) and _2^N=1,08(21) fm. Statistical tests, through a Monte Carlo simulation of 5000 new data sets, validated the method employed in the correlated parameters fit. The methodology applied for the CNI analysis allowed the extraction of ratio(B(EL))(B(ISL)), which is proportional to the square of C_2, with a good precision due to the scale uncertainties cancellation of the absolute cross sections. The values of B(IS2) and of the ratios (B(E2))(B(IS2)) obtained in the present work have not been reported before and allow the study of the evolution of the collectivity throughout the even-A germanium chain together with former results obtained for the 70,72,74Ge isotopes. The results along the chain indicate that although the protons relative to the neutrons reveal a small predominant contribution in 70,72,76Ge to the first quadrupole excitation, the neutron role is strongly enhanced in 74Ge. This behaviour suggests a strong mixing configuration in the 74Ge ground state description