The present invention relates to surface-modified tantalum oxide nanoparticles, a preparation method thereof, and a contrast medium for X-ray computed tomography and a highly dielectric thin film using the same. More specifically, the present invention relates to surface-modified tantalum oxide nanoparticles, a preparation method of the surface-modified tantalum oxide nanoparticles comprising the following steps: (i) adding an aqueous phase containing water to an organic solvent containing a surfactant to prepare a water-in-oil micro-emulsion (ii) introducing a tantalum precursor to the micro-emulsion (iii) adding a surface modifying agent containing an organic silane group or a phosphine group to the solution obtained in step (ii) to react the same (iv) removing the organic solvent from the reaction product of step (iii) and (v) separating surface-modified tantalum oxide nanoparticles from the mixture obtained in step (iv), and a contrast medium for X-ray computed tomography and a highly dielectric thin film using the same.La présente invention porte sur des nanoparticules doxyde de tantale modifiées en surface sur leur procédé de préparation et sur un produit de contraste pour tomodensitométrie aux rayons X et une couche mince hautement diélectrique les utilisant. De façon plus spécifique, la présente invention porte sur des nanoparticules doxyde de tantale modifiées en surface sur un procédé de préparation des nanoparticules doxyde de tantale modifiées en surface comprenant les étapes suivantes : (i) lajout dune phase aqueuse contenant de leau à un solvant organique contenant un tensioactif pour préparer une microémulsion deau dans lhuile (ii) lintroduction dun précurseur de tantale dans la microémulsion (iii) lajout dun agent de modification de surface contenant un groupe silane organique ou un groupe phosphine à la solution obtenue dans létape (ii) pour les faire réagir (iv) lélimination du solvant organique du produit réactionnel de létape (iii) et (v)