Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Argent quantique“

Cette thèse présente une étude théorique systématique d’un ensemble d’agrégats mono et bimétalliques neutres de types Agn, AgmNip, AgnNin et Ag(13-p)Nip (jusqu’à une vingtaine d’atomes) en phase gazeuse, dans laquelle les propriétés structurales, électroniques et optiques ne dépendent pas seulement de la taille, mais aussi de la composition chimique et de l’arrangement atomique des deux types de métaux. Une étude préliminaire a également été conduite sur l’adsorption d’une ou de deux molécules conjuguées chargées C6H5S- et HOC6H4S- sur de petits agrégats d’argent pur en solution aqueuse, permettant une modification de la réponse optique des agrégats d’argent pur. Ces études ont été effectuées dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT et TDDFT). Dans ce travail, la structure électronique de l’état fondamental et des états excités a été déterminée. La description du solvant aqueux entourant les systèmes adsorbés a été réalisée au moyen d’un modèle continu polarisable et de molécules explicites du solvant interagissant avec le soluté
This thesis presents a systematic theoretical study of a neutral mono and bimetallic clusters group of type Agn, AgmNip, AgnNin and Ag(13-p)Nip (up to twenty atoms) in gas phase, in which structural, electronic and optical properties depend not only on the size, but also on the chemical composition and atomic arrangement of both metal types. A preliminary study has also been addressed on the adsorption of one or two charged conjugated molecules C6H5S- and HOC6H4S- on small pure silver clusters in aqueous solution, allowing a modification of the optical response of pure silver clusters. These studies have been performed within the framework of the density functional theory (DFT and TDDFT). In this work, the electronic structure of the ground state and of the excited states has been determined. The description of the aqueous solvent surrounding the adsorbed systems has been realized by means of a polarisable dielectric model and definite molecules of the solvent interacting with the solute

Cette thèse porte sur l'étude et l'analyse de deux protocoles de cryptographie quantiques: la distribution de clés quantiques (Quantum Key Distribution, QKD) et la monnaie quantique infalsifiable en variables continues (Continuous Variables, CV). Le principal avantage des protocoles CV est que leur mise en œuvre ne nécessite que des composants télécoms standards. La QKD permet à deux parties distantes d'établir une clé sécurisée même en présence d'une espionne. Une propriété remarquable de la QKD est que sa sécurité peut être établie dans le cadre de la théorie de l'information. Prouver la sécurité des protocoles CV-QKD est un défi car les protocoles sont décrits dans un espace de dimension infinie. L'une des questions ouvertes de la CV-QKD était d'établir la sécurité des protocoles QKD bidirectionnels contre les attaques générales. Nous exploitons l'invariance du groupe unitaire du protocole pour établir la sécurité composable. Nous répondons à une autre question pressante dans le domaine de la CV-QKD à modulation discrète en établissant la sécurité asymptotique de tels protocoles contre les attaques collectives. Nous fournissons une technique générale pour dériver une limite inférieure sur le taux de clé secrète en utilisant un programme semi-défini. L'argent quantique exploite la propriété de non-clonage de la mécanique quantique pour générer des jetons, des billets de banque et des cartes de crédit infalsifiables. Nous proposons un schéma de monnaie quantique à clé privée CV avec vérification classique. La motivation derrière ce protocole est de faciliter la mise en œuvre pratique. Les précédents protocoles proposés utilisent des détecteurs à photons uniques, alors que nos protocoles utilisent la détection cohérente
This thesis is concerned with the study and analysis of two quantum cryptographic protocols: quantum key distribution (QKD) and unforgeable quantum money in the continuous-variable (CV) framework. The main advantage of CV protocols is that their implementation only requires standard telecom components. QKD allows two distant parties, Alice and Bob, to establish a secure key, even in the presence of an eavesdropper, Eve. The remarkable property of QKD is that its security can be established in the information-theoretic setting, without appealing to any computational assumptions. Proving the security of CV-QKD protocols is challenging since the protocols are described in an infinite-dimensional Fock space. One of the open questions in CV-QKD was establishing security for two-way QKD protocols against general attacks. We exploit the invariance of Unitary group U(n) of the protocol to establish composable security against general attacks. We answer another pressing question in the field of CV-QKD with a discrete modulation by establishing the asymptotic security of such protocols against collective attacks. We provide a general technique to derive a lower bound on the secret key rate by formulating the problem as a semidefinite program. Quantum money exploits the no-cloning property of quantum mechanics to generate unforgeable tokens, banknotes, and credit cards. We propose a CV private-key quantum money scheme with classical verification. The motivation behind this protocol is to facilitate the process of practical implementation. Previous classical verification money schemes use single-photon detectors for verification, while our protocols use coherent detection

L’interface M-thiol(ate) composant la surface de nanoparticules cristallines d’Or ou d’Argent a été étudiée à l’aide d’outils de la chimie quantique (DFT,QTAIM,ELF,NBO) à deux échelles différentes : d’un agrégat pyramidal M20 (modèle des bords et de défauts des nanoparticules), et de surfaces périodiques (111) et (100), en interaction avec un ligand méthyle thiol ou un radical méthyle thiolate. Après la mise en place d’une procédure permettant pour la première fois une analyse topologique quantitative fiable sur des systèmes périodiques traités en ondes planes, il a été montré que : MeSH se physisorbe systématiquement en position « Top », une liaison dative se formant entre le soufre et un atome métallique, accompagnée d’un mécanisme de transfert de charge complexe ; MeS se chimisorbe principalement en position pontée, une compétition se produisant entre la récupération d’un électron conduisant à MeS- et la formation de 2 liaisons datives accompagnées d’un transfert de charge S->M ; les liaisons Au-S sont toujours plus fortes que les liaisons Ag-S, induit par les effets relativistes de l’Or. Un champ de force réactif Ag-thiolate a été optimisé par une méthode d’apprentissage supervisé, et reproduit correctement les sites et énergies d’adsorption. Il a permis la comparaison avec des modèles existants Au-thiolate et d’envisager des simulations de nanoparticules complètes
M-thiol(ate) interface composing the surface of gold or silver nanocrystals has been investigated using quantum chemistry tools (DFT,QTAIM,ELF,NBO) at two different scales: through a M20 pyramidal model cluster (borders and defects of nanoparticles) and through both (111) and (100) periodic surfaces, interacting with a methyl thiol or a radical methyl thiolate ligand. After we had set up for the first time a protocol to handle reliable quantitative topological analyses for periodic systems computed using plane waves calculations, we have shown that: MeSH is systematically physisorbed on “Top” position thanks to a dative bond formed between the sulphur and metallic atoms, involving a complex charge transfer phenomena; the MeS is mainly chemisorbed on “Bridge” sites implying a competition between the gain of one electron to form MeS- and the formation of two dative bonds, both giving a S->M charge transfers; Au-S bonds are systematically stronger than Ag-S bonds which is induced by relativistic effects for gold. An Ag-thiolate reactive force field has been obtained by using a supervised learning method, which well reproduces both adsorption sites and energies. It made possible the comparison with existing ReaxFF potentials for Au-thiolate, and to carry out reliable simulations of nanoparticles

Dans le cadre du modèle monoélectronique non relativiste des sections efficaces de photoionisation à partir des états fondamentaux et excités ont été calculées pour les séquences isoélectroniques de K, Rb, Cu et Ag, en utilisant un potentiel central paramétrique. L'évolution du comportement non hydrogénoïde des sections efficaces de photoïonisation près des seuils a été étudiée le long des séries de Rydberg et des séquences isoélectroniques, en insistant plus particulièrement sur l'existence de minima et de maxima dans les courbes de sections efficaces. De plus, le comportement des différents alcalins Li-Cs et celui des quatre séquences isoélectroniques étudiées ont été respectivement comparés. La systématique des caractères nan hydrogénoïdes et leur évolution le long des séries de Rydberg et des séquences, sont analysées en utilisant une méthode nouvelle basée sur la théorie du défaut quantique. A l'aide du principe de microéversibilité des coefficients de recombinaison radiative ont été obtenus le long des séquences isoélectroniques, pour des températures relativement faibles. Des caractères non hydrogénoïdes très marqués, singuliers et inhabituels, ont été mis en évidence et soulignés, et la systématique de la recombinaison radiative le long des séquences isoélectroniques a été analysée. Les résultats obtenus aussi bien pour la photoïonisation que pour la recombinaison radiative ont été comparés avec ceux du modèle hydrogénoïde, et avec les résultats théoriques ou expérimentaux existants
In the framework of a non-relativistic single electron model, photoionisation cross sections from ground and excited n. T states have been computed for the K, Rb, Cu and Ag isoelectronic sequences, by the use of a parametric central potential. The evolution of the non-hydrogenic behaviour of photoionisation cross sections near threshold is studied along Rydberg series and along the isoelectronic sequences, and emphasis is put on the occurrence of minima and maxima in the photoïonisation cross section curves. Systematic trends along an isoelectronic sequence and in addition along the sequence of neutral alkali atoms Li through Cs, and the comparison of the behaviour along the different K, Rb, Cu and Ag isoelectronic sequences are analysed in terms of the quantum defect theory. Through the principle of the detailed balance radiative recombination rate coefficients have been obtained along the isoelectronic sequences, rather for relatively low temperatures. Markedly and peculiar non-hydrogenic features are outlined and the systematics of recombination along the isoelectronic sequences are analysed. Comparisons for bath photoïonisation and recombination results are made with mainly those of the hydrogenic model, and with other available theoretical or experimental results

La réponse optique des petites particules de métaux nobles (Au, Ag, Cu) se manifeste essentiellement par une bande de résonance plasmon de surface dont la position et la largeur dépendent notamment de la taille des agrégats et du milieu environnant. Ce travail présente l'étude des propriétés optiques d'agrégats mixtes AuM (M=Ag, Ni, Co et Pt) de 1,5 à 6 nm de diamètre, en matrice d'alumine. La technique de préparation des films minces de nanoparticules en matrice d'alumine ainsi que les différentes techniques de caractérisation et d'étude de leurs propriétés optiques sont présentées d'abord. Puis les modèles théoriques qui permettent d'interpréter ces propriétés sont introduits : un modèle semi-quantique, mettant en évidence l'influence des électrons de cœur, de la matrice et de sa porosité, mais qui n'est pas adapté à tous les systèmes; un modèle classique dans les autres cas. L'influence de la taille et de la composition des agrégats mixtes or-argent est étudiée ensuite. Les spectres d'absorption montrent une résonance plasmon de surface intermédiaire par rapport à l'argent et l'or purs, et le blue-shift observé quand la taille diminue est d'autant plus important que la proportion d'or est grande. Ces résultats expérimentaux sont comparés avec ceux d'un calcul semi-quantique, en utilisant deux modèles pour la fonction diélectrique du mélange AuAg. Il semble que ces agrégats forment plutôt des alliages. Enfin, les systèmes NiAg et CoAg forment des " core-shell " : un cœur de nickel ou de cobalt, entouré d'argent et leurs spectres d'absorption présentent une bande plasmon de surface conformément aux prévisions théoriques classiques. A l'inverse, les agrégats (PtxAg1-x)n présentent expérimentalement une résonance plasmon de surface très fortement atténuée, contrairement aux prévisions classiques si l'agrégat est sous forme " core-shell " ou a une structure pour laquelle la fonction diélectrique dépend simplement de celles de ses constituants.

Calculs ab initio sur le systeme hautement degenere cr h: mise en evidence d'un fort couplage entre etats ioniques et neutres et analyse des fonctions d'onde dans une description diabatique. Proposition d'une methode perturbative pour calcul des energies de dispersion entre un systeme versatil a (decrit dans une grande base) et un systeme quasi passif b (traite a l'approximation en coeur gele et caracterise par sa polarisabilite); calcul scf + ci de (a + b gele), du champ electrique exerce par a sur b, et de ses fluctuations, a l'aide d'un hamiltonien effectif; application a l'etude des courbes de potentiel des premiers etats excites des molecules diatomiques de ar avec na, k ou mg. Emploi de la theorie des pseudopotentiels et des potentiels modeles pour le calcul de potentiels impulsifs d'atomes inertes transferables a des systemes moleculaires; a partir de ces potentiels, calcul d'energies de dispersion applicable a la spectroscopie d'atomes alcalins en matiere de gaz rare

Etude des niveaux de rydberg de l'atome d'argon par utilisation d'une methode de spectroscopie laser colineaire sur un jet monocinetique accelere. Mesure des nombres d'onde des differents niveaux de structure fine des configurations liees: np et nf pour n allant de 12 a 40. Analyse des series paires par la methode du defaut quantique. Etude egalement, des etats de rydberg du francium 212 et nouvelle determination de son potentiel d'ionisation

Les proprietes structurales, magnetiques et de transport d'alliages heterogenes ni#xag#1#-#x et co#xag#1#-#x elabores par pulverisation cathodique ont ete etudiees. Ces alliages, formes de deux composantes immiscibles, sont constitues de nanoparticules magnetiques (co ou ni) noyees dans une matrice metallique non magnetique. Par des recuits, on peut faire evoluer la nanostructure de ces alliages en activant thermiquement la demixtion des deux elements. Des mesures d'exafs au seuil du co et du ni ont permis de caracteriser l'environnement structural local des atomes magnetiques et via une modelisation, de determiner une taille structurale des precipites magnetiques dans les etats bruts et recuits. Des mesures magnetiques ont mis en evidence des comportements ferromagnetiques, superparamagnetiques ou de type verres de spin dans ces alliages avec la particularite pour le ni d'une grande sensibilite des proprietes magnetiques a la taille des particules. En effet, contrairement au superparamagnetisme habituel ou le moment des particules individuelles peut etre assimile a un spin macroscopique (cas du coag), les fluctuations magnetiques intra-particules joue un role crucial pour les niag. Des effets de magnetoresistance importante sont observes dans ces alliages avec deux contributions principales : la magnetoresistance dite geante, associee a la rotation relative des moments de grains voisins, et celle de desordre de spin associee aux fluctuations magnetiques (ondes de spin ou superparamagnetisme des grains les plus petits). Cette seconde distribution est dominante pour le ni. Une theorie quantique de la magnetoresistance de ces alliages a ete proposee. Elle decrit pour la premiere fois les effets de taille dans ces systemes heterogenes. Elle montre qu'il existe une taille optimale qui donne le maximum de magnetoresistance. Cette taille depend du role relatif de la diffusion dependante du spin en surface et dans le volume des particules.

L’un des enjeux majeurs en nanomédecine est de développer des systèmes capables à la fois de permettre un diagnostic efficace et également de servir de plateforme thérapeutique pour combattre les infections et les neuro-dégénérescences. Dans cette optique, et afin d’améliorer la détection de tumeurs, des agents de contraste ont été développés dans le but d’augmenter le rapport signal sur bruit. Parmi ces agents, les nanoparticules (NPs) d’oxyde de fer superparamagnétiques (SPIOs) et les quantum dots (QDs) sont des candidats idéaux et ont reçu une grande attention depuis une vingtaine d’années. De surcroit, leurs propriétés spécifiques dues à leurs dimensions nanométriques et leurs formes permettent de moduler leur bio-distribution dans l’organisme. L’opportunité de revêtir ces NPs biocompatibles par des couches de polymères devraient permettre d’améliorer la stabilité de ces nanomatériaux dans l’organisme. Et par conséquent, favoriser leur biodistribution et également leur conférer de nouvelles applications en l’occurrence des applications biomédicales. Dans ce travail de thèse, nous avons développé de nouveaux systèmes thermo-répondant basés sur un cœur SPIOs ou QDs qui sont capables, à la fois, de transporter un principe actif anticancéreux, i.e. la doxorubicine (DOX) et de le relarguer dans le milieu physiologique à une température contrôlée. Deux familles de NPs ont été synthétisées. La première concerne des NPs de Fe3O4 SPIO qui ont été modifiées en surface par un copolymère thermorépondant biocompatible à base de 2-(2-methoxy) méthacrylate d’éthyle (MEO2MA), oligo (éthylène glycol) méthacrylate (OEGMA). La seconde famille, consiste en des NPs de ZnO recouverte du même copolymère. Pour la première fois, le copolymère de type P(MEO2MAX-OEGMA100-X) a été polymérisé par activateur-régénéré par transfert d’électron-polymérisation radicalaire par transfert d’atome (ARGET-ATRP). La polymérisation et copolymérisation ont été initiées à partir de la surface. Les NPs cœur/coquilles ont été caractérisées par microscopie électronique à transmission (TEM), analyse thermogravimétrique (TGA), etc. Nous avons montré que l’efficacité du procédé ARGET-ATRP pour modifier les surfaces des NPs de SiO2, Fe3O4 et de ZnO. L’influence de la configuration de la chaîne de copolymère et des propriétés interfaciales avec le solvant ou le milieu biologique en fonction de la température a été étudiée. Nous avons montré que les propriétés magnétiques des systèmes coeur/coquilles à base de Fe3O4 ne sont influencées que par la quantité de polymère greffée contrairement au QDs qui vient leur propriété optique réduire au-delà de la température de transition. Ce procédé simple et rapide que nous avons développé est efficace pour le greffage de nombreux copolymères à partir de surfaces de chimie différentes. Les expériences de largage et relarguage d’un molécule modèle telle que la DOX ont montré que ces nanosystèmes sont capables de relarguer la DOX à une température bien contrôlée, à la fois dans l’eau que dans des milieux complexes tels que les milieux biologique. De plus, les tests de cytocompatibilité ont montré que les NPs coeur/coquilles ne sont pas cytotoxiques en fonction de leur concentration dans le milieu biologique. A partir de nos résultats, il apparaît que ces nouveaux nanomatériaux pourront être envisagés comme une plateforme prometteuse pour le traitement du cancer
One of the major challenges in nanomedicine is to develop nanoparticulate systems able to serve as efficient diagnostic and/or therapeutic tools against sever diseases, such as infectious or neurodegenerative disorders. To enhance the detection and interpretation contrast agents were developed to increase the signal/noise ratio. Among them, Superparamagnetic Iron Oxide (SPIO) and Quantum Dots (QDs) nanoparticles (NPs) have received a great attention since their development as a liver contrasting agent 20 years ago for the SPIO. Furthermore, their properties, originating from the nanosized dimension and shape, allow different bio-distribution and opportunities beyond the conventional chemical imaging agents. The opportunity to coat those biocompatible NPs by a polymer shell that can ensure a better stability of the materials in the body, enhance their bio-distribution and give them new functionalities. It has appeared then that they are very challenging for medicinal applications. In this work, we have developed new responsive SPIO and QDs based NPs that are able to carry the anticancer drug doxorubicin (DOX) and release it in physiological media and at the physiological temperature. Two families of NPs were synthesized, the first one consist in superparamagnetic Fe3O4 NPs that were functionalized by a biocompatible responsive copolymer based on 2-(2-methoxy) ethyl methacrylate (MEO2MA), oligo (ethylene glycol) methacrylate (OEGMA). The second family consists in the ZnO NPs coated by the same copolymer. For the first time, P(MEO2MAX-OEGMA100-X) was grown by activator regenerated by electron transfer–atom radical polymerization (ARGET-ATRP) from the NPs surfaces by surface-initiated polymerization. The core/shell NPs were fully characterized by the combination of transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and by the physical properties of the nanostructures studied. We demonstrate the efficiency of the ARGET-ATRP process to graft polymers and copolymers at the surface of Fe3O4 and ZnO NPs. The influence of the polymer chain configuration (which leads to the aggregation of the NPs above the collapse temperature of the copolymer (LCST)) was studied. We have demonstrated that the magnetic properties of the core/shell Fe3O4-based nanostructures were only influenced by the amount of the grafted polymer and no influence of the aggregation was evidenced. This simple and fast developed process is efficient for the grafting of various co-polymers from any surfaces and the derived nanostructured materials display the combination of the physical properties of the core and the macromolecular behavior of the shell. The drug release experiments confirmed that DOX was largely released above the co-polymer LCST. Moreover, the cytocompatibility test showed that those developed NPs do not display any cytotoxicity depending on their concentration in physiological media. From the results obtained, it can be concluded that the new nanomaterials developed can be considered for further use as multi-modal cancer therapy tools

Les effets hors equilibre dans les collisions d'ions lourds aux energies intermediaires contribuent de facon determinante a la dynamique des collisions. Nous presentons d'abord une mesure inclusive de l'emission de protons emis a grand moment transverse dans la reaction ar + ta a 94 mev/a. Cette mesure se proposait de verifier l'hypothese de production de kaons sous le seuil par des collisions nucleon-nucleon incoherentes, mais egalement d'etudier la possibilite d'un declenchement par des protons de grande energie pour une experience dediee a la multifragmentation froide avec le multidetecteur indra. En effet, si une grande partie de l'energie disponible dans le systeme est evacuee par quelques nucleons tres energetiques, cette situation pourrait favoriser la decomposition spinodale du systeme dans le cadre de l'equation d'etat de la matiere nucleaire. L'analyse des donnees obtenue a l'aide de modeles dynamiques a permis de mettre en evidence la primordialite de l'emission de protons a grand moment transverse et infirme la production de kaons sous le seuil par des collisions nucleon-nucleon incoherentes. D'autres part, l'etude des correlations en angle relatif entre les protons emis a mi-rapidite dans le systeme xe + sn a 50 mev/a avec le multidetecteur indra met en evidence de fortes anisotropies dans les collisions peripheriques pour cette zone d'emission. Ces anisotropies pour les protons et particules legeres ne sont pas reproduites par des modeles de desexcitation statistique de sources equilibrees et suggerent des effets hors equilibre dans l'emission des particules legeres a mi-rapidite pour les collisions peripheriques.

The foregoing models of quasibrittle fracture are incomplete because the actual behavior is always random. The weakest-link model, leading the Weibull probability distribution of structure strength, is discussed first, as the simplest approach, and is shown to follow from the stability postulate of extreme value statistics. The power law mean size effect of Weibull distribution and constancy of its coefficient of variation are derived. Then it is emphasized that real quasibrittle structures have rarely sufficient size for considering the number of links to be infinite, and a geometry-independent equivalent number of links to be used in a finite weakest-link chain model is defined. The consequence is that the failure probability distribution of quasibrittle structures is a Gauss-Weibull graft, in which a Weibull tail penetrates deeper into Gaussian core as the structure size increases. The power-law tail of Weibull distribution is shown to arise on the atomistic scale, from the Kramers equation of transition rate theory, and is shown to be preserved, with increasing exponent, in the nano-macro scale transition. This physical argument demonstrates, and unrealistic size effect confirms, that the three-parameter Weibull distribution is incorrect and potentially dangerous, and that a nonzero threshold is impossible. Described briefly is also the recently emerged fishnet statistics of structural strength, which is motivated by the material architecture of nacre. It takes into account alternation of series and parallel links, is modeled by order statistics or quantile statistics and allows treating super-light-strong 3D architectures such as octet lattice. The chapter ends with the analysis of a combination of the material strength randomness with the randomness of a database of concretes with diverse properties.