La lampe à iodure métallique est une des sources lumineuses de haute performance les plus compactes qui soit. En raison de leur bon indice de rendu des couleurs et de leur haute efficacité lumineuse, ces lampes sont souvent préférées dans les endroits où la couleur et l'efficacité sont importantes, comme les supermarchés, les gymnases, les patinoires et les arènes sportives. L’inconvénient majeur de ce type de lampe à iodure métallique vient d’un phénomène appelé « résonance acoustique ». Lorsqu’il se produit, la lumière scintille, l’arc au centre de la lampe se met à fléchir et à tourner. Cela peut aller jusqu’à l'extinction de la lampe et, dans le pire des cas, à l’explosion du tube lorsque les lampes fonctionnent dans certaines bandes de fréquence. Cette thèse se situe dans le contexte du développement de ballasts électroniques incorporant des mécanismes robustes de détection et d'évitement de résonance acoustique. À cette fin, plusieurs méthodes de détection d'enveloppe telles que le circuit multiplicateur, le circuit redresseur et l'amplificateur à verrouillage de phase sont proposées pour caractériser les fluctuations de la résonance acoustique et mieux les détecter. Des critères statistiques basés sur l'écart-type de ces fluctuations ont été établis pour détecter la présence de résonances acoustiques et les classer suivant leur gravité. Les critères proposés permettent de différencier les cas sans résonance acoustique et avec présence de résonance acoustique dans un plan bidimensionnel ou en utilisant des intervalles de confiance. Cette analyse temporelle est confirmée par l’étude des variations du spectre optique et des paramètres colorimétriques. Leurs écarts-types relatifs sont également corrélés à la présence de résonances acoustiques. Les résultats de cette étude montrent que les variations de l'enveloppe de tension ou les variations du spectre et des paramètres colorimétriques sont fortement influencées par les phénomènes de résonance acoustique Un ensemble de lampes à iodure métallique de différents fabricants et avec des puissances différentes a été testé dans nos expériences. Nous avons conclu que les circuits à multiplicateurs et a redressement permettent de détecter les résonances acoustiques avec le même niveau de sensibilité que le système à verrouillage de phase, ouvrant la voie à l’implantation de cette fonction directement au niveau du circuit du ballast. / Metal halide lamp is one kind of the most compact high-performance light sources. Because of their good color rendering index and high luminous efficacy, these lamps are often preferred in locations where color and efficacy are important, such as supermarkets, gymnasiums, ice rinks and sporting arenas. Unfortunately, acoustic resonance phenomenon occurs in metal halide lamps and causes light flicker, lamp arc bending and rotation, lamp extinction and in the worst case, arc tube explosion, when the lamps are operated in high-frequency bands. This thesis takes place in the context of developing electronic ballasts with robust acoustic resonance detection and avoidance mechanisms. To this end, several envelope detection methods such as the multiplier circuit, rectifier circuit, and lock-in amplifier, are proposed to characterize fluctuations of acoustic resonance. Furthermore, statistical criteria based on the standard deviation of these fluctuations are proposed to assess acoustic resonance occurrence and classify its severity. The proposed criteria enable classifying between no acoustic resonance and acoustic resonance cases based upon either a two-dimensional plane, a histogram or a boxplot. These analyses are confirmed by the study of spectral variations (variations of the spectral irradiance and colorimetric parameters) as well. Standard deviations and relative standard deviations of these variations are also correlated with the presence of acoustic resonance. The results from this study show that whatever voltage envelope variations or spectral variations are significantly influenced by acoustic resonance phenomena. A set of metal halide lamps from different manufacturers and with different powers are tested in our experiments. We concluded that our designed multiplier and rectifier circuits for acoustic resonance detection have the same sensitivity as the lock-in amplifier, paving the way for the implementation of this function directly into the ballast circuit board.

Afin d’accroitre le rendement des turbomachines les motoristes aéronautiques visent à développer de nouveaux matériaux réfractaires permettant d’augmenter les températures de service des parties les plus chaudes. Les travaux présentés dans ce mémoire s’inscrivent dans ce contexte et ont pour cadre le projet européen FP7-HYSOP dans lequel les alliages Nbss-Nb5Si3 sont à l’étude. Alors que d’un point de vue mécanique leurs propriétés sont compatibles avec leur industrialisation, leur résistance à l’oxydation dès les températures intermédiaires (800°C) constitue l’obstacle majeur à leur application. Deux voies sont suivies dans ce travail pour améliorer ce comportement. La première vise à évaluer l’effet d’un affinement de microstructure en synthétisant l’alliage Nbss-Nb5Si3 soit par la voie fusion, soit par métallurgie des poudres. Il a été montré que les microstructures les plus fines permettent de diminuer les cinétiques d’oxydations à 1100°C, et de s’affranchir des phénomènes d’oxydation catastrophique dont souffrent les alliages à microstructure grossière à 815°C. Des modèles diffusionnels gouvernant l’oxydation de ces matériaux ont pu être proposés. La seconde partie se focalise sur le développement de revêtements à base de siliciures, par la technique de cémentation activée en caisse, dont le caractère protecteur est assuré principalement par la formation d’une couche de silice (SiO2). Une série de tests d’oxydation/corrosion, représentative des conditions extrêmes régnant en sortie de chambre de combustion (isotherme ou cyclique, sous air, air + H2O, mélange silicaté CMAS), a permis d’évaluer et de hiérarchiser les performances des différents systèmes revêtus / Progress in the field of gas-Turbine engines for aircrafts is controlled by the availability of new structural materials able to withstand higher temperatures than nickel based superalloys. The present PhD work was conducted in this context, within the framework of the European FP7-HYSOP project, in which Nbss-Nb5Si3 alloys are studied. From a mechanical point of view, the physicochemical properties (room temperature fracture toughness and creep rate) are compatible with the targeted temperature (1300°C). However, starting from the intermediate temperatures (800°C), the oxidation resistance of those alloys is the major obstacle to their use. In this work, two ways are investigated to improve this behavior: The first one aims at studying the effect of a refinement of microstructure synthesizing the Nbss-Nb5Si3 alloy both by fusion method and powder metallurgy route. It was shown that refining the microstructure led to decrease the oxidation kinetics at 1100°C and suppressed the catastrophic breakaway oxidation (pesting) typical of the Nb-Si alloys with coarse microstructure at 815°C. Furthermore, diffusion models were proposed to describe oxidation kinetics both at 815°C and 1100°C. The second part of this study is devoted to the development of silica forming protective coatings. Diffusion silicide coatings were manufactured by the halide activated pack-Cementation method. The various conditions of oxidation/corrosion tests (isothermal or cyclic, in air, air containing water vapor, CMAS silicate melt) allowed assessing and ranking the performance of coated systems

Nanočástice perovskitů halogenidů kovů vykazují unikátní vlastnosti, především výjimečně vysoké hodnoty kvantových výtěžků fluorescence, které předurčují tyto materiály pro aplikace v optoelektronických a fotonických zařízeních. Tato práce popisuje přípravu nanočástic perovskitů halogenidů kovů pomocí stabilizačních činidel inspirovaných přírodou. Stabilizační činidla zde slouží nejen ke stabilizaci, ale i k modifikaci povrchu nanočástic za účelem zvýšení funkčnosti výsledných nanostruktur. Úvod práce popisuje optimalizaci přípravy nanočástic precipitační technikou za použití stabilizačních činidel; jako stabilizační činidlo byl zvolen adamantan-1-amin spolu s hexanovou kyselinou. Bylo prokázáno, že klíčový vliv na optické vlastnosti výsledných koloidních roztoků má volba rozpouštědel a teploty při precipitaci. Mimo jiné byl zkoumán vliv koncentrace prekurzorů na výslednou morfologii a optické vlastnosti nanočástic a jejich koloidních roztoků. V neposlední řadě byly nanočástice stabilizovány adamantan-1-aminem spolu s různými karboxylovými kyselinami a byly studovány optické vlastnosti a koloidní stabilita výsledných koloidních roztoků. V dalším kroku byly nanočástice perovskitů stabilizovány pomocí proetogenních aminokyselin L-lysinu and L-argininu. Takto stabilizované nanočástice vykazovaly úzká emisní spektra ve viditelné oblasti a kvantové výtěžky fluorescence dosahující hodnot téměř 100 %. Stabilizace nanočástic prostřednictvím postranních skupin aminokyselin byla prokázána navázáním chránící terc-butoxykarbonylové skupiny na -amino skupinu. Nanočástice stabilizované modifikovaným lysinem v průběhu jejich přípravy vykazovaly závislost optických vlastností na přítomnosti vody. Předpokládá se, že molekuly vody jsou schopné kontrolovat růst krystalové mřížky po navázání na prekurzory perovskitů a ovlivňovat tak výslednou velikost nanočástic, což vede k projevení kvantových jevů. Spojení nanočástic perovskitů s peptidy představuje nový typ materiálů kombinujících výjimečné optické vlastnosti se samoorganizačními a senzorickými vlastnostmi. Tento koncept byl představen přípravou nanočástic perovskitů stabilizovaných cyklo(RGDFK) pentapeptidem. Vzhledem k citlivosti peptidů na jejich byly nanočástice stabilizovány peptidovými nukleovými kyselinami, robustními analogy nukleových kyselin. Ke stabilizaci nanočástic byl připraven monomer a trimer peptidové nukleové kyseliny obsahující thymin jako dusíkatou bázi. Thymin byl na povrchu nanočástic dostupný k interakci s adeninem přes vodíkové můstky umožňující přenos náboje. Kombinace peptidových nukleových kyselin a perovskitů s unikátními optickými vlastnostmi otevírá aplikační možnosti zejména v oblasti optických senzorů.

NaCl et KCl sont des matériaux à large bande interdite d’énergie, qui sont de plus en plus utilisés sous forme de couches minces en sciences des surfaces et dans des études de spectroscopie de molécules individuelles, pour découpler électroniquement des molécules organiques d’un substrat métallique. De plus, la réactivité de NaCl et KCl, sous forme de cristaux massifs, sous irradiation électronique ou photonique, a été beaucoup étudiée depuis les années 1970s. Dans ce mémoire de thèse, nous présentons les résultats d’une étude détaillée de couches minces de NaCl et de KCl sur Ag(001) par microscopie et spectroscopie à effet tunnel (STM/STS), diffraction des électrons lents (LEED) et spectroscopie d’électrons Auger (AES) sous ultravide. Afin d’obtenir des couches minces de haute qualité sur une surface métallique et de contrôler les propriétés de ces couches (épaisseur, taille et orientation des domaines, etc.), nous étudions en détails la formation de la couche en fonction des paramètres de croissance. De plus, les mesures de topographie STM montrent que l’épaisseur apparente et le contraste STM des couches isolantes dépendent de la différence de potentiel pointe-surface. Nous décrivons les modifications induites par irradiation électronique d’halogénures d’alcalins dans le régime de couches ultraminces. Les cinétiques et produits de réaction sont examinés dans le cas de couches de NaCl sur Ag(001). Les modifications structurales et chimiques sous faisceau d’électrons d’énergie 52-60 eV et 3 keV sont étudiées en utilisant respectivement le LEED et l’AES. Les effets de l’irradiation sur la géométrie et l’épaisseur des couches (allant de 2 à 5 couches atomiques) sont mesurés en STM. Nous observons que la déplétion en chlore induite par l’irradiation suit une cinétique différente de celles précédemment décrites pour les couches épaisses et cristaux massifs de NaCl. Les atomes de sodium produits par la dissociation de NaCl diffusent vers les zones nues de la surface Ag(001), où ceux-ci forment des superstructures Na-Ag connues pour le système Na/Ag(001). La modification des couches est le résultat de deux processus, pouvant être interprétés comme une désorganisation rapide de la couche avec l’arrachement de molécules de NaCl des bords d’îlots, et une perte lente de l’ordre structural à l’intérieur des îlots de NaCl due à la formation de trous par déplétion du chlore. La cinétique de la croissance des superstructures Na-Ag est expliquée par la diffusion limitée sur la surface irradiée, en raison de l’agrégation de molécules de NaCl désordonnées aux bords de marches du substrat. Nous avons également entrepris l’étude par STM de molécules de PTCDA déposées sur le substrat métallique Ag(001) et sur le système KCl/Ag(001). Nous obtenons une monocouche de PTCDA sur Ag(001) qui présente un arrangement avec une maille carrée. Sur les films de KCl, des molécules de PTCDA isolées ainsi que des structures empilées compactes ont été trouvées. / NaCl and KCl are wide band gap materials that are increasingly used as thin films in surface science and single-molecule spectroscopy studies to electronically decouple organic molecules from a metal substrate. In addition, the reactivity of bulk NaCl and KCl crystals under electron irradiation has been widely studied since the year 1970 s. In this dissertation, we report a detailed investigation on the structures of two different thin films of NaCl and KCl grown on the Ag(001) substrate by scanning tunneling microscopy (STM), scanning tunneling spectroscopy (STS), low energy electron diffraction (LEED), and Auger electron spectroscopy (AES) in ultrathin vacuum condition. In order to obtain high-quality thin films and to control the properties of these films on the metal surface (film thickness, domain size, domain orientation, etc), we study in detail the film growth, especially as a function of the growth parameters. In addition, the apparent height measurements by STM show that the apparent thickness and the STM contrast of these two insulating films are bias dependent. We report on an electron-induced modification of alkali halides in the ultrathin film regime. The reaction kinetics and products of the modifications are investigated in the case of NaCl films grown on Ag(001). Their structural and chemical modification upon irradiation with electrons of energy 52–60 eV and 3 keV is studied using LEED and AES, respectively. The irradiation effects on the film geometry and thickness (ranging from between two and five atomic layers) are examined using STM. We observe that Cl depletion follows different reaction kinetics, as compared to previous studies on thick NaCl films and bulk crystals. Na atoms produced from NaCl dissociation diffuse to bare areas of the Ag(001) surface, where they form Na-Ag superstructures that are known for the Na/Ag(001) system. The modification of the film is shown to proceed through two processes, which are interpreted as a fast disordering of the film with removal of NaCl from the island edges and a slow decrease of the structural order in the NaCl with formation of holes due to Cl depletion. The kinetics of the Na-Ag superstructure growth is explained by the limited diffusion on the irradiated surface, due to aggregation of disordered NaCl molecules at the substrate step edges. We have also investigated the deposition of PTCDA molecules on the metallic substrate Ag(001) and on the KCl/Ag(001) system using STM. We obtain a monolayer of PTCDA molecules on Ag(001) that is arranged in a square unit cell. On KCl films, both individual PTCDA molecules and a densely packed structure are found.

The aim of the thesis is to design a system based on wirelessly comunicating devices that will be able to record an information about persons presesce in certain area. Aquired data will served for evaluation of the area lighting system efficiency. Partial goals related to this work are: to analyze electricity consumption mesaurement methods, to analyze presence and movement detection methods, to analzye wireless communication methods, to desin system's HW and SW including realization, to put system into a real operation and finally, to evaluate measured data.

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<p>Developing the next generation soft optoelectronic materials is of great importance for achieving high-performance, low-cost electronics. These novel material systems bring about new chemistry, physical phenomena, and exciting properties. Organic inorganic hybrid two-dimensional perovskites and organic stable radical molecules are two exciting material systems that bear high expectation and await extensive exploration.</p> <p>Organic inorganic hybrid two-dimensional perovskites are considered one of the solutions to the pressing instability issue of halide perovskites toward commercialization. Moreover, dimension reduction of perovskites creates new opportunities for using two-dimensional perovskites as thermoelectric applications due to the ultralow thermal conductivity. However, two-dimensional perovskite thermoelectric is still at its’ incipient stage of development, therefore a timely proof of potential is required to draw further research interests.</p> <p>In earlier part of this work, the two-dimensional perovskites featuring π-conjugated ligands are synthesized and optimized for high thermoelectric performance. With material design, device engineering, intensive measurements, and careful data analysis, we successfully showed that two-dimensional perovskites are competitive candidate for the emerging thermoelectric materials. Furthermore, temperature and carrier concentration dependencies on thermoelectric properties were also established, giving future researchers a generalized optimization strategy. </p> <p>Organic stable radical molecules are promising for organic electronics as stable radicals don’t require high conjugation for efficient solids-state charge transport. Thanks to their unique redox capability and the unpaired electrons, organic radicals have many unique electronic and magnetic properties that could be useful in spin-related applications. However, the understanding in charge transport mechanisms as well as structure-to-properties correlation remain shallow.</p> <p>In later part of this work, we achieved the highest recorded long channel electrical conductivity of non-conjugated radicals. Meanwhile, the important role of close packing between radical sites was demonstrated by slightly changing chemical design that resulted in drastic change in electrical conductivity. Finally, we concluded that the solid-state charge transport in non-conjugated species is governed by variable range hopping mechanisms. </p>

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Energiförbrukning är ett hett ämne i världen idag, eftersom världens befolkning fortsätter att växa. Som ett resultat ökar också den globala energiförbrukningen snabbt och utsläppen av koldioxid därmed, vilket påverkar global uppvärmning och klimatförändringar. Således kommer utvecklingen av förnybara energikällor att bli en av nödvändighet. Solenergi utgör en förnybar energikälla och uppvisar en enorm potential för att tillgodose det globala energibehovet. En solcell är kan användas för att omvandla solljus till elektricitet. Många typer av solceller har utvecklats under det senaste decenniet, och forskning för att förbättra effektiviteten kommer att fortsätta i framtiden. Material baserade på kopparhalogenidkomplex har uppvisat intressanta optiska och elektrokemiska egenskaper på grund av flera laddningsöverföringsexciterade tillstånd. Genom att kombinera kopparhalogenidsystem med organiska ligander med två bindningsgrupper, kommer komplexet att kunna bilda nätverksstrukturer i flera dimensioner och därmed effektivt kunna leda ström. Eftersom kopparhalogenidkomplex uppvisar unika optiska och elektriska egenskaper, är det värt att undersöka dem för användning i solceller. Syftet med examensarbete har varit att undersöka kopparhalogenidkomplex med optiska och elektrokemiska egenskaper. Kopparhalogenidkomplex med bidentatligander har syntetiserats och applicera som tunna filmer undersöktes. I kapitel 1 och 2 av uppsatsen presenteras bakgrunden och en introduktion av denna studie, samt de experimentella metoderna. I kapitel 3 beskrivs syntesen av kopparjodid-4,4'-bipyridinkomplex och karakteriseringen av detsamma. Applicering av det resulterande materialet på glassubstrat diskuteras också. I kapitel 4 beskrivs syntesen av kopparhalogenid-N-oxid-4,4'-bipyridinkomplex med efterföljande karakterisering. I kapitel 5 undersöks metoder för att applicera kopparjodidpyridin på koppar-folie och FTO-belagda glassubstrat. / Energy consumption is presently a hot topic in the world since the world’s population continues to grow. As a result, global energy consumption is increasing rapidly and the emission of carbon dioxide is also increasing, which causes global warming and climate change. Thus, the development of renewable energy sources will be one of the solutions. Solar energy is one of the renewable energy sources and has a huge potential to satisfy the global energy demand. A solar cell harvests light and converts it to electricity. Many kinds of solar cells have been developed in the past decades, and investigation for the improvement of the efficiency will be continued in the future. Copper halide organic complex materials have some potential for optical and electrochemical properties due to several charge transfer states inside the structure. By combining copper halide with bidentate organic ligands, the complex will form high dimensional network structure and will have electrical property due to the formation of electron conducting paths. Since copper halide complex has potential for unique optical and electrical properties, it is worth investigating for the further photovoltaic application. The aim of the thesis is to investigate copper halide complex material showing optical and electrochemical property. Copper halide complex with bidentate ligands were synthesized and the way to apply copper halide complex to films were also investigated in this thesis. In chapter 1 and 2, the background and the introduction of this study and the experimental methods are presented. In chapter 3, the synthesis of copper iodide 4,4’-bipyridine complex and the characterization of the complex sample are presented. The application of the complex to glass substrate is also discussed. In chapter 4, the synthesis of copper halide N-oxide-4,4’-bipyridine complex and the characterization are discussed. In chapter 5, the way to apply copper iodide pyridine to copper foil and FTO-coated glass substrate is discussed.

The United Nations have set a number of sustainability goals, Agenda 2030, in order to combat the worlds largest challenges and injustices. The energy market is one of these urgent issues which must be solved. Solar energy is expected to be the fastest growing energy source in the future energy mix. It can be a great way to provide zero emission energy and also become a key part in equality as it can provide energy to people who live off the grid today and raise quality of life all over the world. The aim of this study is to compare different ligands in a copper halide complex to conclude what structural properties of the ligand might be better suited for photoluminescent applications, and especially in solar cells. Eight ligands were chosen for the complexes depending on their level of conjugation: 4,4’-bipyridine, tri(o-tolyl)phosphine, 3,6-di-2-pyridyl-1,2,4,5-tetrazine, pyridine, pyrimidine, pyrazine, phenanthroline, and 2,2’-bipyridine. A series of analytical methods were used to compare the complexes properties; X-Ray diffraction, emission and excitation spectroscopy, time-resolved photoluminescence spectroscopy, microscopy and thermochromism. From these measurements, pyridine and pyrimidine proved to have the greatest potential for working in a solar cell. This was deduced because of the detected crystallinity, having luminescence under UV-light, forming distinct wavelength peaks during excitation and emission in the flourometer, having the longest excited state lifetime and and finally, emitting distinctive colours during thermochromism. When creating the solar cell, pyridine was chosen as ligand due to higher availability than pyrimidine. The method used in this project for making the solar cell is directly applied form a previously tested method, but which was designed for another type of electron donor. This project compared the different ways of applying the copper halide complex on to the cell. The methods used were spin-coating and SILAR for creating the copper iodide thin film and vapour diffusion and immersion to introduce the ligand. These four methods were combined systematically for all combinations. The solar cells were then put in a solar simulator where voltage, current, efficiency and fill factor was measured. The best results came form the solar cell where spin coating and immersion was used, though the overall efficiency of the created cells were low. Copper halide complexes in previous studies have been proven to be reactive with oxygen and the experiments in this project were not carried out in an inert environment. This could have had significant impact on the measurements, as reactions between the complexes and oxygen may have resulted in oxidation and thus inactivation of the complexes. Therefore, it would be interesting to conduct the syntheses again but instead in an inert environment to determine whether oxygen made a major impact on the measurements. In further studies, it would also be worthwhile to investigate how the different layers of the solar cell would have to be adapted for this particular complex to obtain higher efficiency and voltage. Also, making thin film of pyrimidine to be used in a solar cell as it showed the attributes required for a solar cell. Furthermore, it would be interesting to use derivatives of pyrimidine, such as uracil and cytosine which are abundant in nature, as they might be more sustainable choices. This is due to their inherent biodegradability and not posing a threat to either health or environment when handled.