Dissertations / Theses on the topic 'Chimie des défauts'
To see the other types of publications on this topic, follow the link: Chimie des défauts.
Create a spot-on reference in APA, MLA, Chicago, Harvard, and other styles
Consult the top 50 dissertations / theses for your research on the topic 'Chimie des défauts.'
Next to every source in the list of references, there is an 'Add to bibliography' button. Press on it, and we will generate automatically the bibliographic reference to the chosen work in the citation style you need: APA, MLA, Harvard, Chicago, Vancouver, etc.
You can also download the full text of the academic publication as pdf and read online its abstract whenever available in the metadata.
Browse dissertations / theses on a wide variety of disciplines and organise your bibliography correctly.
1
Ehrlacher, Virginie. "Quelques modèles mathématiques en chimie quantique et propagation d'incertitudes." Thesis, Paris Est, 2012. http://www.theses.fr/2012PEST1073/document.
Abstract:
Ce travail comporte deux volets. Le premier concerne l'étude de défauts locaux dans des matériaux cristallins. Le chapitre 1 donne un bref panorama des principaux modèles utilisés en chimie quantique pour le calcul de structures électroniques. Dans le chapitre 2, nous présentons un modèle variationnel exact qui permet de décrire les défauts locaux d'un cristal périodique dans le cadre de la théorie de Thomas-Fermi-von Weiszäcker. Celui-ci est justifié à l'aide d'arguments de limite thermodynamique. On montre en particulier que les défauts modélisés par cette théorie ne peuvent pas être chargés électriquement. Les chapitres 3 et 4 de cette thèse traitent du phénomène de pollution spectrale. En effet, lorsqu'un opérateur est discrétisé, il peut apparaître des valeurs propres parasites, qui n'appartiennent pas au spectre de l'opérateur initial. Dans le chapitre 3, nous montrons que des méthodes d'approximation de Galerkin via une discrétisation en éléments finis pour approcher le spectre d'opérateurs de Schrödinger périodiques perturbés sont sujettes au phénomène de pollution spectrale. Par ailleurs, les vecteurs propres associés aux valeurs propres parasites peuvent être interprétés comme des états de surface. Nous prouvons qu'il est possible d'éviter ce problème en utilisant des espaces d'éléments finis augmentés, construits à partir des fonctions de Wannier associées à l'opérateur de Schrödinger périodique non perturbé. On montre également que la méthode dite de supercellule, qui consiste à imposer des conditions limites périodiques sur un domaine de simulation contenant le défaut, ne produit pas de pollution spectrale. Dans le chapitre 4, nous établissons des estimations d'erreur a priori pour la méthode de supercellule. En particulier, nous montrons que l'erreur effectuée décroît exponentiellement vite en fonction de la taille de la supercellule considérée. Un deuxième volet concerne l'étude d'algorithmes gloutons pour résoudre des problèmes de propagation d'incertitudes en grande dimension. Le chapitre 5 de cette thèse présente une introduction aux méthodes numériques classiques utilisées dans le domaine de la propagation d'incertitudes, ainsi qu'aux algorithmes gloutons. Dans le chapitre 6, nous prouvons que ces algorithmes peuvent être appliqués à la minimisation de fonctionnelles d'énergie fortement convexes non linéaires et que leur vitesse de convergence est exponentielle en dimension finie. Nous illustrons ces résultats par la résolution de problèmes de l'obstacle avec incertitudes via une formulation pénaliséeThe contributions of this thesis work are two fold. The first part deals with the study of local defects in crystalline materials. Chapter 1 gives a brief overview of the main models used in quantum chemistry for electronic structure calculations. In Chapter 2, an exact variational model for the description of local defects in a periodic crystal in the framework of the Thomas-Fermi-von Weisz"acker theory is presented. It is justified by means of thermodynamic limit arguments. In particular, it is proved that the defects modeled within this theory are necessarily neutrally charged. Chapters 3 and 4 are concerned with the so-called spectral pollution phenomenon. Indeed, when an operator is discretized, spurious eigenvalues which do not belong to the spectrum of the initial operator may appear. In Chapter 3, we prove that standard Galerkin methods with finite elements discretization for the approximation of perturbed periodic Schrödinger operators are prone to spectral pollution. Besides, the eigenvectors associated with spurious eigenvalues can be characterized as surface states. It is possible to circumvent this problem by using augmented finite element spaces, constructed with the Wannier functions of the periodic unperturbed Schr"odinger operator. We also prove that the supercell method, which consists in imposing periodic boundary conditions on a large simulation domain containing the defect, does not produce spectral pollution. In Chapter 4, we give a priori error estimates for the supercell method. It is proved in particular that the rate of convergence of the method scales exponentiall with respect to the size of the supercell. The second part of this thesis is devoted to the study of greedy algorithms for the resolution of high-dimensional uncertainty quantification problems. Chapter 5 presents the most classical numerical methods used in the field of uncertainty quantification and an introduction to greedy algorithms. In Chapter 6, we prove that these algorithms can be applied to the minimization of strongly convex nonlinear energy functionals and that their convergence rate is exponential in the finite-dimensional case. We illustrate these results on obstacle problems with uncertainty via penalized formulations
2
Gasca, Petrica. "Zirconium – modélisation ab initio de la diffusion des défauts ponctuels." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10111/document.
Abstract:
Le Zirconium, sous forme d’alliage, est l’élément principal du gainage combustible des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Sous irradiation, les gaines s’allongent de manière significative, phénomène attribué à la croissance de boucles de dislocations lacunaires dans les plans de base de la structure hexagonale compacte. La compréhension des mécanismes à l’échelle atomique à l’origine de ce processus à motivé ce travail. Par le biais de la modélisation atomique ab initio nous avons étudié la structure et la mobilité des défauts ponctuels dans le Zirconium. Nous avons ainsi constaté que quatre défauts interstitiels possèdent des énergies de formation très proches, dans une fourchette de 0,11 eV. L’étude des chemins de migration nous a permis de dégager des énergies d’activation des sauts premiers voisins, utilisées comme paramètres d’entrée pour un code Monte Carlo cinétique. Ce code a été développé pour calculer le coefficient de diffusion du défaut interstitiel. Nos résultats conduisent à une migration deux fois plus rapide parallèlement aux plans de base que parallèlement à l’axe c, avec une énergie d’activation de 0,08 eV, indépendante de la direction. Le coefficient de diffusion de la lacune, estimé en utilisant un modèle à deux sauts, est également anisotrope, avec un processus plus rapide dans les plans de base que perpendiculairement à ceux-ci. L'influence de l'hydrogène sur la germination des boucles de dislocations lacunaires a été étudiée suite à l'observation expérimentale d'une accélération de la croissance des gaines en présence de cet élémentZirconium is the main element of the cladding found in pressurized water reactors, under an alloy form. Under irradiation, the cladding elongate significantly, phenomena attributed to the vacancy dislocation loops growth in the basal planes of the hexagonal compact structure. The understanding of the atomic scale mechanisms originating this process motivated this work. Using the ab initio atomic modeling technique we studied the structure and mobility of point defects in Zirconium. This led us to find four interstitial point defects with formation energies in an interval of 0.11 eV. The migration paths study allowed the discovery of activation energies, used as entry parameters for a kinetic Monte Carlo code. This code was developed for calculating the diffusion coefficient of the interstitial point defect. Our results suggest a migration parallel to the basal plane twice as fast as one parallel to the c direction, with an activation energy of 0.08 eV, independent of the direction. The vacancy diffusion coefficient, estimated with a two-jump model, is also anisotropic, with a faster process in the basal planes than perpendicular to them. Hydrogen influence on the vacancy dislocation loops nucleation was also studied, due to recent experimental observations of cladding growth acceleration in the presence of this element
3
Colder, Alban. "Contribution à la compréhension des effets d'irradiation dans les semi-conducteurs germanium, silicium et arséniure de gallium." Caen, 2001. http://www.theses.fr/2001CAEN2015.
Abstract:
Nous avons étudié le comportement des sepi-conducteurs germanium, silicium et arséniure de gallium irradiés par divers projectiles (ions lourds, protons, électrons et agrégats C60). Grâce à des mesures électriques de spectroscopie transitoire des niveaux profonds (DLTS) et d'effet Hall, nous avons pu préciser, à faibles doses, la nature des défauts présents dans le germanium après irradiation à température ambiante. Nous avons déterminé, pour différents projectiles, les cinétiques de création de ces défauts. Les mesures électriques à plus fortes doses ont permis de mettre en évidence la présence d'un défaut spécifique multilacunaire créé uniquement après irradiation par des ions lourds (ou des protons). De plus, des mesures de spectroscopie par annihilation de positons (PAS) montrent que la taille de ce défaut spécifique augmente avec la fluence. L'endommagement correspondant a également été quantifié par des mesures de rétrodiffusion Rutherford en canalisation (RBS-C). En première approximation, les taux de création de défauts obtenus sont normalisés par les collisions nucléaires. Cette normalisation se retrouve dans l'évolution de l'inverse du gain de transistors bipolaires à base de silicium. Cependant, une étude plus fine met en évidence une perte d'efficacité de création de défauts à des valeurs intermédiaires de perte d'énergie électronique Se, puis au contraire une augmentation pour des plus fortes valeurs de Se. Dans les trois semi-conducteurs, nous avons observé la création de traces après irradiation par des agrégats C60. Celles-ci se présentent sous la forme de cylindres amorphes que nous avons caractérisés en microscopie électronique à transmission et à haute résolution. Elles sont dûes aux très fortes valeurs de densité d'énergie électronique que peuvent déposer les agrégats en raison de leur faible vitesse.
4
Amzallag, Emilie. "Approche quantique des défauts ponctuels dans les systèmes cristallins : identification et influence sur les propriétés d’optique non linéaire." Pau, 2007. http://www.theses.fr/2007PAUU3030.
Abstract:
Les recherches actuelles sur les matériaux réels nécessitent une analyse approfondie de leurs propriétés à l’échelle atomique du fait de la présence de défauts (ponctuels, linéaires, de surface ou de volume). Pour l’identification et la caractérisation de ces défauts, la difficulté de la modélisation réside dans la taille du système et la rupture de périodicité occasionnée par la présence du défaut. Au cours de ce travail, deux thèmes principaux ont été abordés à partir d’approches monodéterminantales de type DFT. Le premier concerne la modélisation de différents défauts ponctuels dans le disulfure de titane (TiS2) pour aider à l’interprétation d’images obtenues en microscopie à effet tunnel (STM). Le second est relatif à l’étude théorique des propriétés optiques des systèmes cristallins contenant des défauts en réponse à un champ électrique externe. Dans le cas de TiS2, l’identification de différents défauts ponctuels à la surface de ce composé est basée sur la théorie de Tersoff et Hamman. Les défauts que nous avons envisagés, conformément aux études expérimentales, sont associés à la migration d’un atome de titane vers un site vacant du réseau hexagonal compact des atomes de soufre avec en parallèle la formation d’un défaut lacunaire. En complément de ces travaux, nous avons essayé de simuler le champ local crée par la pointe sur la surface. Concernant les propriétés optiques, il s’agit d’évaluer la capacité de nos méthodes à bien reproduire la réponse optique au premier ordre des systèmes périodiques. Nous avons réalisé une étude sur la fonction de perte d'énergie qui nous a permis de confronter les résultats théoriques aux spectres expérimentaux, tout en essayant d’identifier les transitions électroniques détectées. Enfin, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’influence de défauts de substitution sur les propriétés d’optique non linéaires de la silice à partir de la -cristobalite considérée comme un système modèleCurrent researches on real material require a thorough analysis of their properties on an atomic scale because of the presence of defects (point defect, linear, of surface or volume). For the identification and the characterization of these defects, the difficulty of modeling lies in the system size and the rupture of periodicity due to the presence of the defect. During this work, two main themes were approached starting from DFT monodéterminantal approaches. The first one deals with the modelling of different point defects in titanium disulphide (TiS2) to help the interpretation of scanning tunneling microscopy images (STM). The second one is relating to the theoretical study of optical properties of crystalline systems with defects in sesponse to an external electric field. In TiS2 case, identification of various surface defects of this compound is based on the Tersoff and Hamman theory. The defects which we considered, according to experimental studies, are associated with the migration of a titanium atom towards a vacant site of the compact hexagonal structure of sulphur atoms with in parallel the formation of a vacancy. In complement of this work, we tried to simulate the local field created by the tip on the surface. Concerning the optical properties, it is a question of assessing the capacity of our methods to reproduce properly the linear optical response of periodic systems. We made a study on the energy loss function which enabled us to confront the theoretical results with experimental spectra, while trying to identify the detected electronic transitions. Finally, we studied the influence of substitutional defects on the nonlinear optic properties of silica starting from the -cristobalite which is considered as a model system
5
Deramond, Eric. "Valences mixtes dans les bronzes de vanadium MxV205(M=Li, Al, Cu, Ag) et non stoechiométrie par insertion et défauts étendus." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30211.
Abstract:
Ce travail rapporte quatre contributions originales dans le domaine des bronzes oxygenes de vanadium m#xv#2o#5: - explication par introduction du concept de defauts etendus dans les phases non stchiometriques a tunnel de type li#xv#2o#5 pour comprendre leur domaine d'existence du a des pertes d'oxygene li#xv#2o#5#y; c'est la serie li#xv#3#(#1#+#n#)o#8#+#7#n; - suivi fin en fonction de la composition et de la temperature, par cristallochimie, par diffraction x sur poudre et monocristaux ainsi que par rmn du solide, du mecanisme d'intercalation du lithium dans les phases li#xv2o#5 alpha, epsilon, delta, beta, beta prime et gamma et des transitions de phases induites; - mise en evidence de bronzes a double valence mixte du cuivre et du vanadium ainsi que des mecanismes d'insertion du cuivre en fonction de sa concentration x. Une comparaison est etablie avec la phase homologue inseree a l'argent; - enfin, intercalation par les voies de chimie douce d'un metal trivalent, l'aluminium, dans le reseau de l'anhydride vanadique
6
Lorrain, Yves. "Etude du défaut de sélectivité des membranes échangeuses d'anions au contact de solutions acides. Contribution à la réduction de ce défaut de sélectivité par modification de surface." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20256.
Abstract:
La premiere partie du memoire est consacree a la comprehension des mecanismes qui regissent la fuite en protons a travers les membranes echangeuses d'anions (mea) soumises a un champ electrique. Les mecanismes proposes rendent compte d'une fuite en protons plus importante pour une mea au contact d'acide sulfurique que pour cette meme membrane au contact d'acide chlorhydrique. De plus, le modele cinetique retenu rend compte de l'influence de la nature et de la concentration de cations alcalins presents dans le compartiment anodique. La deuxieme partie concerne l'etude de la faisabilite d'une modification de surface d'une mea a support perfluore. La technique couplant l'attaque chimique et le greffage sous irradiation uv permet d'y parvenir. La premiere etape consiste a rendre reactive la surface de la membrane par une reaction d'oxydo-reduction. La deuxieme etape est une greffage d'acide acrylique par voie photochimique. Les analyses de surface par esca, atr-ir et microscopie electronique a balayage confirme cette modification. Toutefois, si l'analyse voltamperometrique montre la faisabilite du greffage, cette modification de surface n'a que peu d'incidence sur le nombre de transport du proton a travers la mea
7
Ventura, Aude. "Polymères sous rayonnements ionisants : étude des transferts d'énergie vers les défauts d'irradiation." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00950232.
Abstract:
Les défauts créés dans les polymères soumis aux rayonnements ionisants, en atmosphère inerte, suivent pratiquement tous la même évolution en fonction de la dose. Lorsque la dose augmente, leur concentration augmente puis se stabilise. L'hypothèse retenue pour expliquer ce comportement est la mise en place de transferts d'énergie vers les défauts macromoléculaires créés aux faibles doses. Ceux-ci agissent comme des pièges à énergie et conduisent donc à la radio-stabilisation du polymère. Au cours de cette thèse, nous nous sommes attachés à la quantification de l'apport de l'insaturation trans-vinylène dans le comportement sous rayonnements ionisants du polyéthylène. Avec le dihydrogène, ce groupement compte parmi les défauts majoritaires créés dans ce polymère. Du fait de la variété des défauts et de la simultanéité de leur création, nous avons choisi une méthodologie nouvelle consistant à insérer par voie de synthèse, de manière spécifique et à différentes concentrations, des insaturations de type trans-vinylène, dans les chaînes de polyéthylène. Les polymères résultants ont été irradiés, en atmosphère inerte, avec des rayonnements de faibles TEL (gamma, bêta) et de forts TEL (ions lourds). Tant les défauts macromoléculaires que l'émission de dihydrogène ont été quantifiés. Il apparaît, sur la base des résultats expérimentaux, que l'apport des groupements trans-vinylènes est prédominant dans la radio-stabilisation du polyéthylène en atmosphère inerte.
8
Ehrlacher, Virginie, and Virginie Ehrlacher. "Quelques modèles mathématiques en chimie quantique et propagation d'incertitudes." Phd thesis, Université Paris-Est, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00719466.
Abstract:
Ce travail comporte deux volets. Le premier concerne l'étude de défauts locaux dans des matériaux cristallins. Le chapitre 1 donne un bref panorama des principaux modèles utilisés en chimie quantique pour le calcul de structures électroniques. Dans le chapitre 2, nous présentons un modèle variationnel exact qui permet de décrire les défauts locaux d'un cristal périodique dans le cadre de la théorie de Thomas-Fermi-von Weiszäcker. Celui-ci est justifié à l'aide d'arguments de limite thermodynamique. On montre en particulier que les défauts modélisés par cette théorie ne peuvent pas être chargés électriquement. Les chapitres 3 et 4 de cette thèse traitent du phénomène de pollution spectrale. En effet, lorsqu'un opérateur est discrétisé, il peut apparaître des valeurs propres parasites, qui n'appartiennent pas au spectre de l'opérateur initial. Dans le chapitre 3, nous montrons que des méthodes d'approximation de Galerkin via une discrétisation en éléments finis pour approcher le spectre d'opérateurs de Schrödinger périodiques perturbés sont sujettes au phénomène de pollution spectrale. Par ailleurs, les vecteurs propres associés aux valeurs propres parasites peuvent être interprétés comme des états de surface. Nous prouvons qu'il est possible d'éviter ce problème en utilisant des espaces d'éléments finis augmentés, construits à partir des fonctions de Wannier associées à l'opérateur de Schrödinger périodique non perturbé. On montre également que la méthode dite de supercellule, qui consiste à imposer des conditions limites périodiques sur un domaine de simulation contenant le défaut, ne produit pas de pollution spectrale. Dans le chapitre 4, nous établissons des estimations d'erreur a priori pour la méthode de supercellule. En particulier, nous montrons que l'erreur effectuée décroît exponentiellement vite en fonction de la taille de la supercellule considérée. Un deuxième volet concerne l'étude d'algorithmes gloutons pour résoudre des problèmes de propagation d'incertitudes en grande dimension. Le chapitre 5 de cette thèse présente une introduction aux méthodes numériques classiques utilisées dans le domaine de la propagation d'incertitudes, ainsi qu'aux algorithmes gloutons. Dans le chapitre 6, nous prouvons que ces algorithmes peuvent être appliqués à la minimisation de fonctionnelles d'énergie fortement convexes non linéaires et que leur vitesse de convergence est exponentielle en dimension finie. Nous illustrons ces résultats par la résolution de problèmes de l'obstacle avec incertitudes via une formulation pénalisée
9
Belhabib, Tayeb. "Comportement thermique des défauts lacunaires induits par l'hélium et les gaz de fission dans le dioxyde d'uranium." Phd thesis, Université d'Orléans, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00831705.
Abstract:
Dans les nouvelles centrales nucléaires dites 4ème génération, comme d'ailleurs les anciennes, le dioxyde d'uranium devra opérer dans des milieux hostiles de températures et d'irradiation avec la présence des produits de fission (PF) et des particules alpha (α). Le fonctionnement dans ces conditions extrêmes induira des déplacements d'atomes et dégradera les propriétés thermiques et mécaniques du combustible UO2. La compréhension du comportement des défauts lacunaires, des PF et de l'hélium est cruciale pour prévoir le comportement du dioxyde d'uranium au sein de ces futures installations nucléaires. La première partie de cette thèse est consacrée à l'étude des défauts lacunaires induits par l'implantation de krypton et d'iode (quelques MeV) dans l'UO2 polycristallin et leurs stades de recuits. L'analyse par spectroscopie d'annihilation de positons (PAS) a permis de mettre en évidence la création de défauts de Schottky VU-2VO dans le cas des implantations iode et la formation de clusters lacunaires contenant du gaz pour les implantations krypton. L'évolution en température de ces défauts générés dépend des paramètres d'implantation (nature des ions, énergie, fluence). Cette étude a montré les rôles importants que peuvent jouer les défauts lacunaires et la présence des gaz de fission dans l'évolution du matériau UO2. Ensuite, nous nous sommes intéressés à l'étude et à la caractérisation, par PAS et les techniques d'analyse par faisceau d'ions (NRA/C et RBS/C), du comportement de l'hélium dans l'UO2. Les mesures de NRA/C et RBS/C révèlent une localisation d'une grande fraction d'hélium dans les sites interstitiels octaédriques de la matrice UO2. La localisation de l'hélium reste stable dans ces sites pour T< 600°C, évoluent légèrement entre 600 et 700°C et devient aléatoire à 800°C. Les mesures PAS mettent en évidence trois stades d'évolution des défauts lacunaires : la recombinaison par migration des interstitiels d'oxygène, l'agglomération des défauts entre 600 et 800°C et leur dissociation et élimination lorsque la température augmente. Ces résultats suggèrent que le transport d'hélium est assisté par les défauts lacunaires.
10
Meslin, Estelle. "Mécanismes de fragilisation sous irradiation aux neutrons d'alliages modèles ferritiques et d'un acier de cuve : amas de défauts." Rouen, 2007. http://www.theses.fr/2007ROUES077.
Abstract:
Une partie de la fragilisation des aciers de cuve sous irradiation résulte de la formation d’amas de défauts de types : des amas de solutés et des amas de défauts ponctuels (DP). Ce travail a contribué à la compréhension des mécanismes de formation des amas de soluté dans des alliages modèles ferritiques faiblement sursaturés en cuivre ([Cu] = 0. 1 %pds) (FeCu et FeCuMnNi) ou exempt de cuivre (FeMnNi) et dans un acier de cuve de type 16MND5. Ces matériaux ont été irradiés avec des neutrons en réacteur expérimental autour de 300°C. La confrontation entre les amas de soluté, caractérisés par sonde atomique tomographique, et les amas de DP, modélisés avec un code de dynamique d’amas paramétré à partir d’analyses de microscopie électronique en transmission, a montré que le mécanisme le plus probable de formation des amas de soluté était la précipitation/ségrégation induite à caractère hétérogène, sur les amas de DP.
11
Mtimet, Habib. "Analyse fréquentielle d'image pour une résolution subpixel : Etude d'un système nanolidar appliqué à la localisation des défauts dans les composants III-V." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20018.
Abstract:
La resolution des images recueillies par les capteurs ccd est limitee d'une part par le phenomene de diffraction du systeme optique utilise et d'autre part par un phenomene de double quantification: spatiale et dynamique, subi par l'image. Ces deux limitations physiques sont considerees afin d'obtenir une meilleure precision. Deux methodes de super resolution centroide et glissement de la phase de fourier (fps) sont etudiees et comparees grace a une simulation. Une resolution subpixel concernant la localisation du centre d'une image est obtenue. L'etude est ensuite generalisee a la realisation experimentale d'un systeme nanolidar destine a localiser avec une grande precision les microprecipites dans les composants iii-v. Des images de diffraction d'un microprecipite pour differents plans de defocalisation sont acquises, formant ainsi un signal tridimensionnel: la reponse impulsionnelle (psf) du systeme optique utilise. Un logiciel de calcul de la transformee de fourier tridimensionnelle (fft 3-d) est developpe. Applique aux images de diffraction, ce logiciel permet a partir de la phase du spectre de fourier obtenu (fto 3-d du systeme optique), la localisation, a l'echelle submicronique, des microprecipites dans les materiaux. La precision evaluee est nanometrique
12
Tchandjou, Nkeuna. "Etude des surfaces physiques des semiconducteurs III-V pour l'élaboration de circuits IC ou OEIC." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20216.
Abstract:
Dans cette etude, divers aspects du probleme de defauts dans les composes iii-v ont ete etudies. Les techniques mises en uvre ont ete essentiellement l'attaque chimique et la tomographie laser a balayage, associees dans le but d'identifier les defauts dans l'inp afin de developper des criteres de qualification de materiaux destines a l'electronique integree. La these est presentee en trois parties: la premiere rappelle differentes generalites sur la structure cristalline, les methodes de fabrication, et situe le niveau actuel des connaissances sur le probleme de defauts dans les iii-v. Les methodes d'analyses sont detaillees au cours de la deuxieme partie dans laquelle il est procede a l'etude d'une attaque chimique dont le comportement n'avait pas encore ete calibre sur ce semiconducteur, celle-ci se terminant par diverses correlations menees dans le but d'identifier la nature exacte des defauts rencontres. Enfin, la troisieme partie fait le tour des principales applications auxquelles les resultats obtenus peuvent mener. Celles-ci s'etendent dans differents domaines de la technologie des composants tels que le tirage des monocristaux, l'influence de la surface sur les epitaxies menant aux composants dont on pourra prevoir les performances
13
Pizzi, Elisabetta. "Influence de la pression partielle d'oxygene sur les concentrations en defauts et sur la diffusion de l'oxygene dans l'UO2+x." Phd thesis, Ecole Centrale Paris, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00969106.
Abstract:
La phase surstœchiométrique de dioxyde d'uranium (UO2+x) est stable sur une large gamme de températures et compositions. Ces variations de composition ainsi que la présence éventuelle de dopants ou d'impuretés induisent une modification de la concentration en défauts anioniques et électroniques. Ainsi nombre de propriétés du matériau sont modifiées par ces changements de composition et particulièrement les propriétés de transport atomique. Tout d'abord, un modèle de défauts ponctuels a été développé permettant d'évaluer l'évolution des concentrations de défauts électroniques et oxygène en fonction de la température, de la pression partielle d'oxygène d'équilibre et de la concentration en impuretés. Les constantes physiques du modèle et notamment les constantes d'équilibre correspondant à la formation des défauts ont été déterminées à partir de données de thermogravimétrie et de conductivité électrique de la littérature. Ce travail nous a ensuite permis d'interpréter nos mesures de conductivité, de diffusion chimique et d'autodiffusion de l'oxygène. D'un point de vue quantitatif, l'analyse des résultats expérimentaux permet d'évaluer le coefficient de diffusion de l'interstitiel d'oxygène mais aussi son énergie de formation, ainsi que celle du di-interstitiel. La présence de défauts d'oxygène agrégés semble induire une diminution du coefficient d'autodiffusion et de la diffusion chimique. De plus, la caractérisation par spectroscopie d'absorption de rayons X a permis de mettre en évidence la présence du même défaut sur toute la gamme de stœchiométrie étudiée, appuyant ainsi l'approche proposée pour établir le modèle.
14
Liang, Liang. "Simulation ab initio des défauts étendus du Ti & en présence d'interstitiels H et O." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX009/document.
Abstract:
RÉSUMÉ : Le but de cette thèse est d’étudier en ab initio l’influence des solutés hydrogène ou oxygène sur les défauts étendus dans le titane alpha. Les résultats sont divisés en trois parties. Dans la première partie le site interstitiel octaédrique du Ti-alpha est trouvé être le site énergétiquement le plus favorable pour un H ou un O. Les calculs avec différentes concentrations en H ou O montrent que la présence d’H augmente le volume tandis que O a un effet inverse. La présence d’H en soluté diminue légèrement les constantes élastiques, la présence d’O a un effet opposé. Deux nouvelles SF sont trouvées dans la deuxième partie : une faute 0,57·(c+a) dans le plan π2 et 0,215·[1-102] dans le plan π1. La deuxième est reliée à la faible énergie de formation de la macle {10-11}. Un mécanisme de dissociation triple du cœur de la dislocation vis c+a est proposé. Mais cette dissociation ne semble pas se produire spontanément à partir d'un cœur de dislocation initialement parfait. Puisque la ségrégation à la faute signifie une diminution de l’énergie de faute, nous déduisons de nos calculs de ségrégation que la présence d'O rend sans doute la formation des SF énergétiquement plus difficile, contrairement au cas d’H. H ségrége fortement au cœur d’une dislocation vis a, avec une énergie variant de 0,06 à 0,30 eV, tandis que O y segrége très difficilement. Positionnés dans les sites les plus internes du cœur d’une dissociation prismatique métastable, en glissement, H et O induisent une dissociation dans le plan π1 ou vers une configuration prisme-π1 mélangée. Les barrières d'énergie de Peierls mesurées avec H et O dans différents sites et avec différentes concentrations montrent que H rend le glissement de la dislocation plus difficile, augmentant ainsi sans doute la cission critique résolue dans le plan prismatique, ce qui est en accord avec les mesures expérimentales. Mais les effets de H ne sont pas assez grands pour induire un glissement dévié vers le plan π1 et la dislocation continuera à glisser dans un même plan prismatique. Avec un O, la barrière d'énergie de Peierls est extrêmement élevée, beaucoup plus que celle pour un glissement dans le plan π1 ou un glissement dans le plan prismatique le plus proche. Du glissement dévié devrait ainsi être induit. Finalement, trois méthodes différentes de déformations de macles sont utilisées. Les stabilités structurale des joints de macles dépendent de leurs caractères structuraux intrinsèques mais aussi des modes de déformation appliqués. La macle la plus observée, {10-12}, et la macle {11-22} ne résistent pas à une déformation de plus de 1% ou 2% selon l’axe c. La présence de H ou O ségrégés améliorent la stabilité des macles {10-12} et {11-22}. Un modèle de dipôle de dislocations de mâclage (TD) est proposé pour permettre de simuler une TD dans une super-cellule de petite taille. Pour {10-12} et sa TD, les énergies de ségrégation de H et O mesurées au niveau du joint permettent de valider ce modèle. H et O peuvent se distribuer de manière plus ou moins homogène au joint et niveau de la TD mais pas dans les sites interstitiels de la couche atomique liée à la TDABSTRACT: The aim of this thesis is to study the influence of hydrogen or oxygen solutes on extended defects in alpha titanium by ab initio calculation. Results are divided into three parts. In a first part the octahedral interstitial site of alpha-Ti is found energetically more favorable for a H or an O atom. The presence of H increases the volume while O has the opposite effect. The presence of H slightly decreases the elastic constants of alpha-Ti while O has an opposite effect. In a second part two new SFs are found: 0.57·(c+a) on π2 and 0.215·[1-102] on π1 plane. The second one is related to the low formation energy of the {10-11} twin boundary. A c+a screw dislocation 3-part dissociation mechanism is proposed. However the c+a screw core tends to spread differently according to the initial core position and a complete 3-part dissociation is not found, which may mean that such a dissociation is not easily obtainable from an initially perfect dislocation core. As segregation to SF means a decrease of the SF energy, the presence of O may make the SF formation energetically more difficult, contrary to H case. H strongly segregates to the a screw dislocation core region with segregation energies varing from 0.06 to 0.3 eV while O hardly segregates to it. Both H and O in core sites change the meta-stable gliding prismatic dissociation to π1 plane or a prism-π1 plane mixed configuration. According to our measurements of Peierls energy barriers with H or O in different sites and concentrations, H makes the gliding more difficult, thus increasing the CRSS in prismatic plane, in agreement with experimental measurements. The effect of H is not big enough to induce a cross-slip of the gliding a-screw dislocation to the π1 plane and that screw will prefer to keep on gliding in its same prismatic plane. The Peierls energy barrier is extremely increased when an O is present in the core position, much higher than the barrier for π1 plane glide or a glide in the nearest prismatic plane. A cross-slip could happen in this case. In the last part, three different deformations are applied to TBs. Their structural stabilities depend not only on their intrinsic characters at the atomistic level but also on the deformation mode applied. {10-12}, {11-22} TB structures fail for deformations as low as 1% or 2% along the c-axis. The {11-21} and the {10-11} TBs are much more resistant. The presence of segregated H and O enhances the {10-12} and {11-22} TB limited stability. A twinning disconnection dipole model is proposed which allows the simulation of a TD in a size limited supercell. Segregation energy calculations with the {10-12} TB and its TD validate the model at the TB level and show that H and O should distribute more or less homogeneously to the TD core and the TB, with only a slight preference to the TD core although not at the interstitial sites of the atomic layer related to the disconnection step itself
15
Colin-Gouillou, Marie. "Etude théorique de l'échange isotopique H/D et 16-O/18-O sur la surface (001) de MgO." Poitiers, 1999. http://www.theses.fr/1999POIT2294.
Abstract:
Les phenomenes de mobilite de surface interviennent dans de nombreux processus de catalyse heterogene, notamment le spillover. Les reactions d'echange isotopique de l'oxygene ( 1 6o/ 1 8o) et de l'hydrogene (h/d) avaient permis d'obtenir des resultats d'ordre cinetique sur la mobilite de l'hydrogene et de l'oxygene sur quelques catalyseurs metalliques. Sur la surface (001) du support mgo, nous avons etudie par des moyens theoriques, differentes hypotheses emises sur les mecanismes d'echange isotopique de l'oxygene et de l'hydrogene. Nous avons mis en evidence d'importantes modifications de la structure geometrique des surfaces au cours des reactions. Nous avons d'autre part examine l'interface rh 2o 3/mgo et son role dans la formation de lacunes. Les sites actifs potentiels de la reaction d'echange isotopique de l'hydrogene incluent un groupement hydroxyle preadsorbe : o 3 c 2 mg 4 c 2 +o 3 ch , o 4 c 2 mg 4 c 2 +o 3 ch , mg 4 c 2 +(o 3 ch) 2. L'echange s'effectue entre l'hydrogene du groupement hydroxyle et les especes deuterium adsorbees sur les sites voisins (barrieres d'echange comprises entre 80 et 200 kj. Mole - 1). Aucune migration des especes hydrogene actives ne peut intervenir durant la reaction d'echange sur ces sites. Les complexes peroxyde sont envisageables pour un mecanisme d'echange direct de l'oxygene moleculaire avec un oxygene de surface (barriere d'echange estimee a 60 kj. Mole 1).
16
Gupta, Florence. "Etude du comportement du produit de fission césium dans le dioxyde d’uranium par méthode ab initio." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112129.
Abstract:
La connaissance du comportement des produits de fission dans le combustible nucléaire est importante pour des questions de sûreté et pour comprendre l’évolution des propriétés du combustible irradié. L’objectif principal de la thèse est l’étude par calculs ab initio du comportement du césium dans UO2 : la solubilité de Cs dans les défauts de la matrice, sa diffusion, la stabilité relative du Cs dissous dans le combustible vis à vis de la précipitation de phases solides ont été traités. Le rôle des corrélations électroniques entre électrons f de l’uranium sur ces différentes propriétés et sur la description du cristal parfait a été mis en évidence. Les énergies de formation des principaux défauts ponctuels dans UO2 ont été calculées, l’évolution de leur concentration en fonction de la stœchiométrie du combustible et de la température a été estimée. Les barrières énergétiques et les chemins de migration pour l’auto-diffusion des lacunes et interstitiels d’oxygène et des lacunes d’uranium dans UO2 sont discutés. La solubilité de Cs dans UO2 est trouvée très faible, en accord avec les mesures expérimentales. Les sites de piégeage les plus favorables ont été déterminés dans les différents domaines de stœchiométrie du combustible. Nous montrons que la diffusion de Cs à partir de son site d’incorporation le plus favorable dans UO2+x est limitée par la diffusion des lacunes d’uranium. La formation des phases solides issues de l’oxydation de Cs (Cs2O, Cs2O2, CsO2) et de son interaction avec le combustible (Cs2UO4), le molybdène (Cs2MoO4) et le zirconium (Cs2ZrO3) a été considérée car l’existence de ces phases, leur solubilité et leur interdépendance affectent le relâchement de CsThe knowledge of the behaviour of fission products in the nuclear fuel is very important for safety considerations and for understanding the evolution of the fuel properties under irradiation. In this work, we focussed mainly on the behaviour of caesium in UO2 through ab initio studies of its solubility at point defects in the matrix, its diffusion and its contribution to the formation of solid phases in the fuel. The role of electronic correlation effects of the f electrons of uranium on these properties and on the description of the defect free crystal, is assessed. The formation energies of the main point defects are calculated and their concentration as a function of fuel stoichiometry and temperature is estimated. The migration barriers and migration paths for the self-diffusion of oxygen and uranium vacancies and oxygen interstitials in UO2 are discussed. The solubility of Cs is found to be very low in UO2 in agreement with experimental findings. The most favourable trapping sites are determined as a function of oxygen concentration in the fuel. Our results show that in the hyper-stoichiometric regime, the diffusion of Cs from its most favourable trapping site is limited by the uranium vacancy diffusion mechanism. We also considered the formation of the main solid phases of caesium resulting from its oxidation (Cs2O, Cs2O2, CsO2) and from its interaction with the fuel (Cs2UO4), with molybdenum (Cs2MoO4) and with the zirconium of the clad (Cs2ZrO3), since the formation of such phases, their solubility and their interdependence will affect the release of caesium
17
Toorabally, Milad. "Development of negative TiO2-based electrodes by soft chemistry for aqueous proton ions batteries." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS496.
Abstract:
Des batteries vertes qui sont sûres, fabriquées à partir de ressources facilement disponibles et éthiquement sourcées, rentables et faciles à fabriquer sont nécessaires. La technologie lithium-ion, qui utilise des matériaux à base de Li et des solvants inflammables toxiques, ne répond pas actuellement à tous ces critères. Dans cette optique, nous proposons une solution complémentaire aux batteries Li-ion sous la forme d'une batterie proton-ion aqueuse. Les principaux défis posés par les batteries aqueuses proviennent de leur faible densité énergétique, dû à la fenêtre de stabilité électrochimique restreinte de l'eau. Cette limitation réduit le champ des candidats capables d'intercaler des protons sans déclencher des réactions parasites telles que la réaction d'évolution de l'hydrogène (HER). Les matériaux TiO2 présentent une option intéressante pour être utilisés comme électrode négative pour l'insertion de protons. La structure chimique synthétisée en condition solvothermale a été modifiée pour obtenir trois composés distincts : un échantillon titanate de type lépidocrocite amorphe disposé en feuillet, qui a été optimisé par la suite avec des ions zinc chimiquement incorporé dans son interfeuillet, un anatase avec des défauts cationiques et un anatase stœchiométrique. L'analyse électrochimique des échantillons de titanate en feuillet optimisé au zinc et d'anatase défectueux, et leur intégration en tant qu'électrodes négatives dans des conditions de cellule complète, montre des caractéristiques prometteuses avec notamment, une fenêtre de potentiel étendue et une capacité réversible de protons accrue. Ces résultats ont été corrélés à la caractérisation des matériaux et à l'effet sur le transport des protonsGreen batteries that are safe, made of readily available and ethically sourced resources, cost-effective and easy to manufacture are needed. Lithium-ion technology, which uses Li-based materials and toxic flammable solvents, does not currently meet all of these criteria. With this in mind, we propose a complementary solution to Li-ion batteries in the form of an aqueous proton-ion battery. The primary challenges posed by aqueous batteries stem from their low energy density, which is the result of the restricted electrochemical stability window of water. This limitation narrows the field of candidates capable of intercalating protons without triggering parasitic reactions such as the hydrogen evolution reaction (HER). TiO2 materials present an intriguing option for use as a negative electrode for proton insertion. The chemical structure synthesized in solvothermal condition has been modified to achieve three distinct compounds: a layered, amorphous lepidocrocite type titanate sample further optimized with zinc ions chemically incorporated into its interlayer, a cationic defective anatase, and a stoichiometric anatase. The electrochemical analysis of the zinc-optimized layered titanate and defective anatase samples, and their integration as negative electrodes in full-cell conditions, demonstrates promising characteristics with notably, an extended potential window and heightened reversible proton capacity. These results were correlated to the materials characterization and the effect on proton transport
18
Robert, Donatien. "Etude multi-échelle des mécanismes de (dé)lithiation et de dégradation d'électrodes à base de LiFePO4 et de Silicium pour accumulateurs Li-ion." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00924945.
Abstract:
Ces travaux ont permis d'approfondir les mécanismes de (dé)lithiation et de vieillissement dans des électrodes à base de silicium et de LiFePO4 pour accumulateurs Li-ion à partir d'observations multi-échelles. Des cartographies de phases, autant à l'échelle de la particule qu'à l'échelle de l'électrode, ont été menées par microscopie électronique mettant en évidence de fortes hétérogénéités. Pour le silicium, la mise en place de cartographie unique par STEM/EELS, s'appuyant sur une base de données des pertes faibles d'alliages sensibles à l'air et au faisceau d'électrons, a permis de comprendre les mécanismes de lithiation à l'échelle du nanomètre. L'étude de la première lithiation a montré des différences de mécanismes de réaction avec le lithium suivant deux facteurs : la taille des particules et les défauts au sein de celles-ci. Il a été observé une composition d'alliage LixSi plus faible pour les nanoparticules que pour les microparticules. Les défauts dus notamment au broyage constituent des sites préférentiels de lithiation. En vieillissement, les nanoparticules subissent de profonds changements structuraux et morphologiques, passant d'un état sphérique cristallin (50 nm) à un réseau de fils amorphe (5-10 nm d'épaisseur) contenu dans une matrice de SEI. Pour le LiFePO4, il a été clairement montré, par la combinaison de plusieurs techniques de microscopies électroniques (diffraction des électrons en précession, EFSD : Electron Forward Scattering Diffraction, EFTEM), que les particules de taille nanométrique (100-200 nm) étaient soit entièrement lithiées soit entièrement délithiées à l'équilibre thermodynamique. De fortes hétérogénéités ont été observées dans les électrodes fines comme dans les électrodes épaisses. A l'échelle des particules, l'analyse statistique de plus de 64000 particules a montré que les plus petites particules se délithient en premier. A l'échelle de l'agglomérat, les cartographies de phases ont révélé un mécanisme " cœur-coquille " : la réaction débute de la surface vers le centre des agglomérats. A l'échelle de l'électrode, le front de propagation de phase se déplace suivant des chemins préférentiels de plus grandes porosités de la surface de l'électrode vers le collecteur de courant. La conductivité ionique au sein de nos électrodes est le facteur limitant.
19
Kaddissy, Josiane. "Hydrogen production from irradiated aluminum hydroxide and oxyhydroxide." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS253/document.
Abstract:
Dans le cadre de l’entreposage et du stockage des colis de déchets nucléaires et du transport de combustibles usés, nous nous sommes intéressés par l’étude de la production d’hydrogène de deux produits de corrosion de l’aluminium : l’hydroxyde d’aluminium (Al(OH)3) et l’oxyhydroxyde d’aluminium (AlO(OH)).La production du dihydrogène par irradiation de ces matériaux a été étudiée en fonction de la taille et de la structure que ce soit à température ambiante ou après. Afin d’avoir une meilleur compréhension des mécanismes de production de ce gaz, les défauts créés par irradiation ont été caractérisés en utilisant la Résonnance Paramagnétique Electronique (RPE). Différentes sources d’irradiation ont été utilisées comme le rayonnement Gamma, les électrons accélérés et les ions lourds. Dans un second temps, l’effet de l’hydratation de surface des matériaux a été également étudié. Enfin, l’effet de la présence d’impuretés sur la production de H2 a été brièvement étudiéDihydrogen production is a critical issue for the current management of nuclear wastes. One potential source of hydrogen generation is the radiolysis of hydrated mineral phases encountered in the nuclear waste transportation and storage casks. We chose to study aluminum hydroxide (Al(OH)3) (Bayerite) and oxyhydroxides (AlOOH) (Boehmite) as model compounds. The determination of molecular hydrogen production was evaluated with respect to structure and particle size at room temperature and after annealing. In order to have a better understanding of the mechanisms and to identify the precursors of molecular hydrogen, we studied the irradiation defects and their stabilities using Electron Paramagnetic Resonance (EPR). The effect of adsorbed water and structural water on the molecular hydrogen production was studied. Different radiation sources were used such as Gamma radiation, electron beam radiations and heavy ions. In the last part, preliminary results related to the impact of impurities on hydrogen production are presented
20
Laghdir, Abdelouahed. "Etude énergétique des polarons et bipolarons dans le polythiophène : importance des effets coulombiens." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20194.
Abstract:
Dans ce travail, on determine les effets de l'interaction e-e et de l'attraction du dopant, sur les proprietes electroniques du polaron et du bipolaron dans le polythiophene. Cette etude realisee dans le cadre de l'approximation de huckel montre que dans tous les cas que les bipolarons sont energetiquement stables par rapport a la capture directe d'electrons de la bande de valence. On montre egalement que la contribution du potentiel coulombien repulsif du a la double charge du bipolaron est suffisamment faible pour empecher sa decomposition en polarons. Nous avons etudie aussi l'influence des interactions e-e par un calcul auto-coherent base sur le modele de hubbard. Lorsque l'on tient compte des interactions e-e, l'energie des deux niveaux associes au bipolaron diminue ainsi que les transitions optiques de la bande de valence vers ces niveaux. Ces variations sont importantes et doivent etre prises en compte pour l'interpretation du spectre d'excitation des defauts
21
Alexander, Rebecca. "Energy landscape of defects in body-centered cubic metals." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX072/document.
Abstract:
Les matériaux composants les réacteurs nucléaires subissent des conditions d’irradiationsévères, donnant lieu à des modifications de leurs propriétés mécaniques. Le vieillissement de cesmatériaux soulève des questions aussi importantes que celles liées à la sécurité des centrales existantes etaux futurs réacteurs à fission et à fusion. Dans plusieurs situations les matériaux de structure cristallinecubique centrée CC sont utilisés ayant pour base le fer, le tungstène, le vanadium et le tantale. Lescollisions entre les particules irradiantes et les atomes constituants les matériaux engendrent des défautsponctuels dont la migration mène à la formation d’amas responsables du vieillissement. Dans cette thèsenous avons étudié les propriétés énergétiques des défauts ponctuels dans les métaux CC citésprécédemment à l’échelle atomique. La modélisation des défauts ponctuels à l’échelle atomique peut êtreréalisée avec différentes méthodes se différenciant uniquement par la qualité de la description del’interaction entre atomes. Les études utilisant des interactions atomiques exactes, type ab initio,nécessitent des calculs lourds rendant impossible l’étude directe des amas de grandes tailles. Avec lamodélisation des interactions atomiques via les potentiels semi-empiriques on réduit la fiabilité et lecaractère prédictif du calcul. Ceux-ci permettent toutefois de réaliser une étude des amas en fonction deleur taille. Dans cette thèse nous avons développé un modèle énergétique original pour les boucles dedislocation ainsi que pour les amas interstitiels tridimensionnels de type C15. Le modèle obtenu est sanslimite de taille et peut être paramétré entièrement par les calculs ab initio. Afin de tester sa robustessepour les grandes tailles d’amas nous avons également paramétré ce modèle par rapport à des calculs enpotentiels semi-empiriques et comparé les prédictions du modèle aux simulations atomiques. Grâce ànotre développement nous avons pu déterminer : (i) la stabilité relative des boucles de dislocationd’interstitiels d’après leur vecteur de Burgers. (ii) La stabilité des amas C15 par rapport aux amas de typeboucle. Nous avons montré que les amas de type C15 étaient plus stables lorsqu’ils impliquent moins de41 interstitiels dans le fer. (iii) Dans le Ta nous avons pu mettre en évidence la même stabilité jusqu’à 20interstitiels. Les expériences dans le fer irradié montrent qu’en fonction de la température d’irradiation, ilse forme des boucles de dislocation très mobiles de vecteur de Burgers ½<111> ou immobiles ayant unvecteur de Burgers <100>. Les mécanismes de formation sous irradiation en fonction de la température,des amas de type <100> étaient une question restée sans explication théorique depuis 50 ans. Dans cettethèse, grâce à la précision de notre modèle énergétique, nous avons pu tester plusieurs théories.Notamment nous avons montré que les amas C15 constituent un catalyseur dans la formation des boucles<100>. Les clusters C15 peuvent se former, par germination, directement dans le processus d’irradiation.Ces clusters sont immobiles et peuvent croitre. A partir d’une certaine taille les amas C15 se dissocienten boucles ½ <111> ou <100>. Nous avons étendu notre modèle au calcul d’énergie libre de formationdes défauts permettant ainsi des prédictions à température finie que nous avons comparées auxsimulations atomiques. Les lois établies dans cette thèse en utilisant notre modéle pour calculer l’énergielibre de formation en fonctions de la taille des amas, ont été ensuite utilisées dans une simulation dedynamique d’amas. Nous avons ainsi pu prédire avec un très bon accord expérience-théorie laconcentration des amas d’interstitiels en fonction de leurs tailles au cours du murissement d’Oswald postirradiationdans un échantillon de Fer sous atmosphère d’Hélium. Le succès d’une telle approche nouspermet d’espérer étendre ce type d’étude à des matériaux plus complexesThe structural materials in nuclear reactors are subjected to severe irradiation conditions,leading to changes in their mechanical properties. The aging of these materials raises important issuessuch as those related to the safety of existing plants and future reactors. In many cases, materials withbody-centered cubic bcc crystal structure are used with iron, tungsten, vanadium and tantalum as basemetal. Collisions between irradiating particles and atoms constituting materials generate point defectswhose migration leads to the formation of clusters responsible for aging. In this thesis, we studied theenergetic properties of point defects in the bcc metals mentioned above at the atomic scale. Modelingpoint defects at the atomic scale can be achieved with different methods that differ only in the quality ofthe description of the interaction between atoms. Studies using accurate atomic interactions such ab initiocalculations are computationally costly making it impossible to directly study clusters of large sizes. Themodeling of atomic interactions using semi-empirical potentials reduces the reliability of predictivecalculations but allow calculations for large-sized clusters. In this thesis we have developed a uniqueenergy model for dislocation loops as well as for three-dimensional interstitial cluster of type C15. Theresulting model has no size limit and can be set entirely by ab initio calculations. To test its robustness forlarge sizes of clusters we also set this model with semi-empirical potentials calculations and comparedthe predictions of the model to atomic simulations. With our development we have determined: (i) Therelative stability of interstitial dislocation loops according to their Burgers vectors. (ii) The stability of theclusters C15 compared to the type of cluster loop. We showed that the C15 type clusters are more stablewhen they involve less than 41 interstitials in iron. (iii) In Ta we were able to show the same stability till20 interstitials. The experiments involving iron show that depending on the irradiation temperature,highly mobile dislocation loops of Burgers vector ½ <111> or loops with Burgers vector <100> areformed. Considering formation mechanisms under irradiation as a function of temperature, formation ofthe <100>-type clusters lacked an acceptable theoretical explanation for about 50 years. In this thesis, theaccuracy of our energy model enabled validation of several theories proposed in the last 50 years. Inparticular we have shown that the formation of loops <100> at high temperatures can be formed fromC15 clusters which may be created directly in the irradiation process. These clusters are immobile andcan grow. Beyond a certain size, the C15 clusters dissociate into loops ½ <111> or <100>. We haveextended our model to free energy calculation of defect formation allowing for finite temperaturepredictions which is further compared to atomic simulations. The laws established in this thesis using ourmodel to calculate the free energy of formation of the cluster size functions were then used in a clusterdynamics simulation. On comparison with experiments involving post-irradiation Oswald ripening in asample of iron exposed to an atmosphere of helium, our energy model showed significant improvementsover older energy laws, such as the capillary law widely-used in multiscale computation cluster dynamicsor Monte Carlo kinetics. We conclude that the new laws established from our calculations are essential topredict the concentration of dislocation loop under irradiation, depending on their sizes. The success ofsuch an approach encourages extension of a similar study in more complex materials
22
Kwon, Jaeyoung. "Origine et nature des composés intermétalliques métastables engendrés par les procédés thermomécaniques d'assemblage entre métaux : cas du broyage du système Al-Cu." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10139.
Abstract:
Le composé γ1−Al4Cu9 est souvent observé dans le système Al-Cu, comme produit principal de divers processus hors d’équilibre, en particulier la mécanosynthèse (MS). Sa formation est très surprenante à partir de mélanges riches en Al, en raison de l’existence, dans ce domaine de composition, de nombreux autres composés intermétalliques concurrents potentiels de γ1. Pour préciser les conditions d'apparition de γ1 et élucider les raisons de sa persistance, des mélanges de Al−25 at.% Cu sont broyés et la formation des phases ordonnées Al-Cu durant la MS est étudiée en détail pour différentes durées de processus. Cette étude expérimentale confirme la formation préférentielle de γ1. Afin d'élucider cette surprenante constatation, des calculs ab initio par la méthode de la fonctionnelle de densité (DFT) sont effectués, prenant en considération les enthalpies de défauts ponctuels pour γ1−Al4Cu9. A l’aide de l’approximation des défauts ponctuels indépendants (ADPI) et de la thermodynamique statistique, les diverses concentrations en antisites, lacunes et interstitiels sont obtenues en fonction de la température et de la déviation de stœchiométrie, ainsi que l'énergie libre de γ1−Al4Cu9. Des calculs analogues sont également réalisés pour des composés Al-Cu concurrents, dont la confrontation avec γ1−Al4Cu9 révèle que le comportement de ce dernier hors stœchiométrie fournit une explication plausible pour sa stabilité anormale. Dans une seconde étape, la validité de l’ADPI et les interactions de défauts ponctuels sont étudiées par (i) des simulations Monte-Carlo avec des potentiels semi-empiriques pour Al−Cu, (ii) des simulations ab initio de défauts ponctuels complexes dans les composés hors stœchiométrie γ1 riches en Al. La dernière étape de nos investigations sur la formation de γ1−Al4Cu9 concerne la possibilité de mécanismes athermiques, étudiée à l'aide des calculs DFT et d'une approche originale M2BCE de développements en amas incluant un traitement dans l’espace réciproque. En conclusion, cette étude apporte des éléments significatifs pour interpréter l’apparition préférentielle de phases complexes comme γ1−Al4Cu9 dans divers environnements a priori défavorables. Elle met en évidence des résultats-clés concernant l'origine et la nature des phases métastables produites par MS dans le système Al-Cu. Diverses possibilités sont également suggérées pour des travaux futurs, en vue d’accroître davantage notre connaissance des facteurs gouvernant la stabilité des phases (méta)stablesThe γ1−Al4Cu9 compound is often observed at Al rich composition, as the main product by mechanical alloying (MA). To understand the conditions and the persistence of γ1−Al4Cu9 at Al rich composition, Al−25 at.% Cu mixtures were milled and investigated by various characterization methods. This experimental study confirms the preferential formation of γ1. In an effort to elucidate this surprising feature, first-principles DFT calculations were performed for bulk and point defect enthalpies in γ1−Al4Cu9. Based on the independent-point-defect-approximation (IPDA) and statistical thermodynamics, the concentrations of the various antisites, vacancies and interstitials were obtained as functions of temperature and deviation from stoichiometry, together with the free energy of γ1−Al4Cu9. These first-principles DFT calculations results revealed that the off−stoichiometry behavior of γ1−Al4Cu9 may provide a plausible explanation for its unusual stability. In a second step, the validity of IPDA and point defect interactions were investigated by (i) Monte-Carlo simulations with empirical potentials for Al−Cu, (ii) ab initio simulations of complex point defects in Al-rich off-stoichiometric γ1 compounds. The last step of this study on the formation of γ1−Al4Cu9 was concerned with the possibility of athermal mechanisms, investigated by first-principles DFT calculations and an original (M2BCE) cluster expansion approach including a reciprocal-space treatment. In conclusion, this study brings significant elements to interpret the preferential formation of complex γ1−Al4Cu9 phases in various a priori unfavourable environments. It evidences key-results regarding the origin and nature of metastable phases produced by MA in Al−Cu
23
Sorriaux, Maxime. "Réactivité électrochimique et chimique des matériaux à base d'oxyde de titane avec un liquide ionique chloroaluminé pour batteries à l'aluminium." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS076.
Abstract:
Les changements sociétaux récents rendent nécessaires le développement de nouveaux systèmes de stockage d'énergie. Selon les prévisions, les batteries lithium-ion cesseront de répondre à la demande globale au cours de la prochaine décennie. Dans ce contexte, le développement de nouvelles technologies de batteries est requis. De ce fait, le travail ici proposé explore le système de batterie à l'aluminium. L'étude porte à la fois sur l'électrolyte et sur les matériaux d'électrode. La chimie des défauts est utilisée pour réaliser l'intercalation de l'ion aluminium dans le matériau d'électrode. En effet, les lacunes cationiques, de la structure de l'oxyde de titane choisi, offrent des sites d'insertion privilégiés pour une grande variété d'ions. Cependant, la durée de vie de la batterie est considérablement réduite en raison des interactions entre le matériau d'électrode et le liquide ionique, utilisé comme électrolyteSocietal changes drive the need for new energy storage systems. Forecasts consider that lithium-ion batteries will cease to meet the demand within the next decade. In this regard, the development of new battery technologies is mandatory. That is why, in this work, the aluminium battery system is explored. Investigations are performed on both the electrolyte and the electrode materials. In this study, the aluminium ion intercalation in the electrode material is achieved, using the defect chemistry. Indeed, cationic vacancies within a titanium oxide structure offer favourable insertion sites for a wide variety of ions. However, the battery lifespan is observed to be greatly shortened due to interactions between the electrode material and the ionic liquid used as the electrolyte
24
Durinck, Julien. "Modélisation de la plasticité de la forsterite par calculs à l'échelle atomique et par dynamique des dislocations." Lille 1, 2005. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/9fd43a9a-26ef-450b-93e3-5ad8c43033b0.
Abstract:
L'étude de la déformation plastique de l'olivine constitue un point important dans la compréhension de la dynamique interne de la Terre. Ce minéral se déforme essentiellement par glissement de dislocations de vecteurs de Burgers [100] et [001] et, pour la première fois dans le domaine de la minéralogie physique, nous avons abordé le problème en adoptant une approche numérique. A l' échelle atomique, la question importante de l' anisotropie plastique peut être éclairée par l'approche des fautes d'empilement généralisées, calculées par ab initio, qui permet de remonter à la limite d'élasticité théorique. Cette méthode a également permis d'expliquer l'influence de la pression sur les mécanismes de déformation de l'olivine, récemment mise en évidence expérimentalement. Le modèle de Peierls-Nabarro constitue une alternative à la modélisation directe des cœurs de dislocation. Grâce à ce dernier, l'étalement du cœur et les contraintes de Peierls des dislocations de vecteurs de Burgers [001] et [100] ont pu être déterminées. A l'échelle mésoscopique, nous avons adapté une simulation tridimensionnelle de la dynamique des dislocations à la structure de l'olivine pour modéliser la plasticité du monocristal. Le modèle de formation et propagation de doubles décrochements permet de décrire la mobilité des dislocations soumises à de la friction de réseau et son utilisation a mis en évidence un effet de la contrainte sur l'anisotropie plastique. Les dislocations ne constituent pas des obstacles forts entre elles (pas de formation de jonction, ni d'interactions colinéaires) et le glissement dévié apparaît comme étant un mécanisme manquant qu'il faudra étudier en détail dans le futur.
25
Ngayam, Happy Raoul. "Prévisions de l’évolution microstructurale sous irradiation d’alliages ferritiques par simulations numériques à l’échelle atomique." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10173/document.
Abstract:
Dans ce travail, nous avons amélioré un modèle de diffusion des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) en introduisant les hétéro-interstitiels. Ce modèle permet ainsi de simuler par Monte Carlo cinétique (MCC) la formation d’amas riches en solutés observés expérimentalement dans des alliages modèles ferritiques irradiés de type Fe – Cu MnNiSiP – C.Des calculs de structure électronique nous ont permis de caractériser les interactions existant entre les interstitiels et les différents atomes de solutés et aussi le carbone. Le P interagit avec les lacunes et très fortement avec l'interstitiel, le Mn interagit également avec l’interstitiel pour former un dumbbell mixte. Le C, en position octaédrique, interagit fortement avec la lacune et plus faiblement avec l'interstitiel. Les énergies de liaison, de migration ainsi que d’autres propriétés à l’échelle atomique, déterminées par calculs ab initio, nous ont conduits à un jeu de paramètres pour le code de MCC. Dans un premier temps, ces paramètres ont été optimisés sur des expériences, de la littérature, de recuits isochrones d’alliages binaires préalablement irradiés aux électrons. Les simulations de recuit isochrone, en reproduisant les tendances observées expérimentalement, nous ont permis d'associer précisément un mécanisme à chacune des évolutions de la résistivité au cours du recuit. Par ailleurs, les limites de solubilité des différents éléments ont été déterminées par Monte Carlo Metropolis. Dans un second temps, nous avons simulé l’évolution à 300 °C de la microstructure sous irradiation dans des alliages de complexité croissante : fer pur, alliages binaires, ternaires, quaternaires, et enfin alliages complexes de compositions proches de celle de l'acier de cuve. L'ensemble des simulations montrent que le modèle reproduit globalement les tendances des résultats expérimentaux, ce qui a permis de proposer des mécanismes pour expliquer les différents comportements observésIn this work, we have improved a diffusion model for point defects (vacancies and self-interstitials) by introducing hetero-interstitials. The model has been used to simulate by Kinetic Monte Carlo (KMC) the formation of solute rich clusters that are observed experimentally in irradiated ferritic model alloys of type Fe – CuMnNiSiP – C.Electronic structure calculations have been used to characterize the interactions between self-interstitials and all solute atoms, and also carbon. P interacts with vacancies and strongly with self-interstitials. Mn also interacts with self-interstitials to form mixed dumbbells. C, with occupies octahedral sites, interacts strongly with vacancies and less with self-interstitials. Binding and migration energies, as well as others atomic scale properties, obtained by ab initio calculations, have been used as parameters for the KMC code. Firstly, these parameters have been optimized over isochronal annealing experiments, in the literature, of binary alloys that have been electron-irradiated. Isochronal annealing simulations, by reproducing experimental results, have allowed us to link each mechanism to a single evolution of the resistivity during annealing. Moreover, solubility limits of all the elements have been determined by Metropolis Monte Carlo. Secondly, we have simulated the evolution at 300 °C of the microstructure under irradiation of different alloys of increasing complexity: pure Fe, binary alloys, ternaries, quaternaries, and finally complex alloys which compositions are close to those of pressure vessel steels. The results show that the model globally reproduces all the experimental tendencies, what has led us to propose mechanisms to explain the behaviours observed
26
Alam, Giri Wahyu. "Influence of seeding and growth conditions on grain selection, defects, and properties of high-performance multi-crystalline silicon (HPmc-Si)." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0711.
Abstract:
Parmi les nouveaux matériaux massifs pour le silicium photovoltaïque (PV), le silicium multicristallin haute performance (HPmc-Si) a émergé en raison de son rendement de conversion supérieur à celui du silicium multi-cristallin (mc-Si) utilisé largement pour le solaire PV. Ce travail de recherche vise à comprendre l'influence des germes et des conditions de croissance sur les lingots HPmc-Si (structure de grains, dislocations, impuretés et propriétés PV). Cinq lingots ont été élaborés par solidification dirigée. Pour l’un d’entre eux, deux types de germes ont été utilisés. Les caractéristiques de la région de croissance initiale (jusqu’à 50 mm) sont directement liées aux propriétés de la couche de germes. Or, celle-ci dépend à la fois des types de germes utilisés et des paramètres de l’étape de fusion. Les paramètres de croissance prennent le contrôle de la structure de grains après la région affectée par la couche initiale de germes. Cependant, les paramètres de croissance étudiés modifient peu les caractéristiques entre lingots HPmc-Si et le rendement de conversion des cellules solaires. Les zones de faible durée de vie des porteurs minoritaires déterminent le rendement de conversion et peuvent être principalement associées aux défauts structuraux et à la taille du grain, en plus des impuretés métalliques. La compétition des grains est un phénomène dynamique qui permet la disparition de certains grains défectueux pendant la croissance et surtout le maintien d’une taille de grains et homogène. Cette homogénéité obtenue pour la gamme de paramètres étudiée est une des caractéristiques principales des lingots HPmc-SiAmong new bulk silicon PV materials, HPmc-Si is one to be considered due its higher conversion efficiency compared to mc-Si solar PV. This research work aims at understanding the influence of the seeding materials and growth conditions on HPmc-Si ingots (dislocations and impurities). Five ingots were grown, and two types of seeding materials are compared to study the grain structure, the electrical properties and the conversion efficiency of solar cells. The initial growth region up to 50 mm is directly linked to the seed layer properties which are dependent on the melting segment parameters. The growth parameters take control on the grain structure after the seed affected region. The growth parameters studied modify little the characteristics of HPmc-Si ingots and the solar cell conversion efficiency. Low carrier lifetimeareas determine the conversion efficiency and they can mainly be associated to the grain size, besides metallic impurities. The grain competition is very dynamic to suppress defective grains and to maintain smaller grain size variation, homogeneous grain size and properties being the most important characteristic of HPmc-Si ingots
27
Metsue, Arnaud. "Modélisation des structures de coeurs des dislocations dans les minéraux du manteau terrestre à l’aide du modèle de Peierls-Nabarro." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10001/document.
Abstract:
La déformation plastique des minéraux des roches mantelliques joue un rôle-clé dans les phénomènes de convection globale à l’intérieur de la Terre. Cependant, les mécanismes de déformation des minéraux sont encore mal compris. Généralement, la déformation plastique est assurée par le mouvement des dislocations qui sont des défauts linéaires du cristal. La mobilité des dislocations est déterminée par la structure de coeur des défauts. Le modèle de Peierls-Nabarro auquel nous avons recours est un concept fondamental qui décrit la résistance qu’oppose le cristal au mouvement des dislocations au travers du calcul de la contrainte de Peierls et qui fournit également l’étalement du coeur de la dislocation dans le cristal. Développé il y a plus d'un demi-siècle, ce modèle connut un regain d’intérêts dans les années 70 avec l’introduction du concept de fautes d’empilement généralisées qui permet une description plus générale des coeurs de dislocations. La détermination de ces fautes consiste à calculer ab initio ou à l’aide de potentiels empiriques des barrières d’énergie associées au cisaillement d’un plan cristallographique donné dans une, deux ou toutes les directions. L’étude menée durant cette thèse s’est portée sur la détermination des structures de coeur des dislocations de la phase post-perovskite présente à la base du manteau mais également de la wadsleyite, de la forsterite et du diopside, trois minéraux majeurs entre la croûte et 520km de profondeur. L’utilisation du modèle de Peierls-Nabarro unidimensionnel dans un premier temps a été étendue aux trois dimensions de l’espace dans le but de modéliser des structures de coeur de dislocations de plus en plus complexesPlastic deformation of minerals in rocks plays an important role in the global convection of the Earth’s mantle. However, the deformation mechanisms of minerals are not well-known. In general, plastic deformation is due to the dislocation motion. The dislocations are linear defects of the crystal. The mobility of the dislocation is governed by the dislocation core structure.Here, we used the Peierls-Nabarro model that is a theoretical model to address the issue of dislocation core modelling. This model provides also the lattice friction of the crystal against the dislocation motion through the calculation of the Peierls stress. Developed more than 50 years, the model has a great interest since the 70’s with the introduction of the generalized stacking fault (GSF) concept that provides a general description of the dislocation core. The determination of the GSF consists in the calculations of energy barriers associated with the shearing of the crystal in a crystallographic plane in one or more directions. In this study, we have determined the dislocation core structures of the post-perovskite phase present at the core-mantle boundary and of the wadsleyite, diopside and forsterite, major minerals from the crust to 510Km deep. We used the one-dimension formulation of the Peierls-Nabarro model in a first time that has been extended to three dimensions in order to model much more complex dislocation cores
28
Alam, Giri Wahyu. "Influence of seeding and growth conditions on grain selection, defects, and properties of high-performance multi-crystalline silicon (HPmc-Si)." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0711/document.
Abstract:
Parmi les nouveaux matériaux massifs pour le silicium photovoltaïque (PV), le silicium multicristallin haute performance (HPmc-Si) a émergé en raison de son rendement de conversion supérieur à celui du silicium multi-cristallin (mc-Si) utilisé largement pour le solaire PV. Ce travail de recherche vise à comprendre l'influence des germes et des conditions de croissance sur les lingots HPmc-Si (structure de grains, dislocations, impuretés et propriétés PV). Cinq lingots ont été élaborés par solidification dirigée. Pour l’un d’entre eux, deux types de germes ont été utilisés. Les caractéristiques de la région de croissance initiale (jusqu’à 50 mm) sont directement liées aux propriétés de la couche de germes. Or, celle-ci dépend à la fois des types de germes utilisés et des paramètres de l’étape de fusion. Les paramètres de croissance prennent le contrôle de la structure de grains après la région affectée par la couche initiale de germes. Cependant, les paramètres de croissance étudiés modifient peu les caractéristiques entre lingots HPmc-Si et le rendement de conversion des cellules solaires. Les zones de faible durée de vie des porteurs minoritaires déterminent le rendement de conversion et peuvent être principalement associées aux défauts structuraux et à la taille du grain, en plus des impuretés métalliques. La compétition des grains est un phénomène dynamique qui permet la disparition de certains grains défectueux pendant la croissance et surtout le maintien d’une taille de grains et homogène. Cette homogénéité obtenue pour la gamme de paramètres étudiée est une des caractéristiques principales des lingots HPmc-SiAmong new bulk silicon PV materials, HPmc-Si is one to be considered due its higher conversion efficiency compared to mc-Si solar PV. This research work aims at understanding the influence of the seeding materials and growth conditions on HPmc-Si ingots (dislocations and impurities). Five ingots were grown, and two types of seeding materials are compared to study the grain structure, the electrical properties and the conversion efficiency of solar cells. The initial growth region up to 50 mm is directly linked to the seed layer properties which are dependent on the melting segment parameters. The growth parameters take control on the grain structure after the seed affected region. The growth parameters studied modify little the characteristics of HPmc-Si ingots and the solar cell conversion efficiency. Low carrier lifetimeareas determine the conversion efficiency and they can mainly be associated to the grain size, besides metallic impurities. The grain competition is very dynamic to suppress defective grains and to maintain smaller grain size variation, homogeneous grain size and properties being the most important characteristic of HPmc-Si ingots
29
Song, Xi. "Activation des dopants implantés dans le carbure de silicium (3C-SiC et 4H-SiC)." Thesis, Tours, 2012. http://www.theses.fr/2012TOUR4019/document.
Abstract:
Ces travaux de thèse sont consacrés à l’étude de l’activation des dopants implantés dans le carbure de silicium. L’objectif est de proposer des conditions d’implantation optimisées pour réaliser le dopage de type n dans le 3C-SiC et de type p dans le 4H-SiC.Nous avons tout d’abord étudié les implantations de type n dans le 3C-SiC. Pour cela, des implantations de N, de P et une co-implantation N&P avec les recuits d’activation associés ont été étudiés. L’implantation d’azote suivie d’un recuit à 1400°C-30min a permis une activation proche de 100% tout en conservant une bonne qualité cristalline. Une étude sur les propriétés électriques des défauts étendus dans le 3C-SiC a également été réalisée. A l’aide de mesures SSRM, nous avons mis en évidence l’activité électrique de ces défauts, ce qui rend difficile la réalisation de composants électroniques sur le 3C-SiC.Nous avons ensuite réalisé une étude du dopage de type p par implantation d’Al dans le 4H-SiC, en fonction de la température d’implantation et du recuit d’activation. Nous avons pu montrer qu’une implantation à 200°C suivie d’un recuit à 1850°C-30min donne les meilleures résultats en termes de propriétés physiques et électriquesThis work was dedicated to the activation of implanted dopants in 3C-SiC and 4H-SiC. The goal is to propose optimized process conditions for n-type implantation in 3C-SiC and for p-type in 4H-SiC.We have first studied the n-type implantation in 3C-SiC. To do so, N, P implantations, N&P co-implantation and the associated annealings were performed. The nitrogen implanted sample, annealed at 1400°C-30 min evidences a dopant activation rate close to 100% while maintaining a good crystal quality. Furthermore, the electrical properties of extended defects in 3C-SiC have been studied. Using the SSRM measurements, we have evidenced for the first time that these defects have a very high electrical activity and as a consequence on future devices.Then, we have realized a study on p-type doping by Al implantation in 4H-SiC with different implantation and annealing temperatures. Al implantation at 200°C followed by an annealing at 1850°C-30min lead to the best results in terms of physical and electrical properties
30
Yin, Chengying. "Hydrogen production from irradiated calcium silicate hydrate." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLS355/document.
Abstract:
En France, les matériaux à base de ciment sont utilisés comme matrice de conditionnement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité. La radiolyse de l'eau est due aux déchets nucléaires stockés dans les matériaux. La formation de ses produits radiolytiques tels que le gaz H₂ doit être évaluée pour des raisons de sécurité. Les silicates de calcium hydratés (C-S-H) représentent le principal produit (50%) d'hydratation du ciment Portland (CP). L’objectif de cette étude est de comprendre les mécanismes radiolytiques de la production d'hydrogène dans les C-S-H, d'étudier l'effet d'impuretés (telles que des ions alcalins, hydroxydes ou nitrates supplémentaires) sur la production de gaz H₂ dans les C-S-H et d'examiner l'existence d'interactions entre les phases principales (C-S-H et portlandite) du ciment Portland. Après avoir caractérisé les échantillons par diverses techniques, ils ont été soumis à différents types d'irradiation (faisceaux gamma et électrons et ions lourds (HI) pour déterminer leur rendement radiolytique en H₂, G(H₂). Dans les C-S-H, il a été démontré que, sous irradiation gamma, la production d’H₂ est indépendante de la teneur en eau et que les C-S-H produisaient autant d’H₂ que la même masse d’eau. Ainsi, le mécanisme de production d’hydrogène est très efficace dans les C-S-H. La comparaison entre les résultats obtenus sous rayons gamma et ceux obtenus sous HI implique qu’il n'y a pas ou peu d'effet de transfert d’énergie linéique (TEL) dans les C-S-H. Ainsi, les réactions de recombinaison semblent limitées. L’introduction d’ions nitrates dans la structure des C-S-H induit une diminution importante du G(H₂). L’irradiation des hydrates de C2S et C3S constitués majoritairement de C-S-H et de portlandite indique qu’il n’y a pas de phénomènes de transfert d’énergie entre ces phases. Enfin, les expériences de spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE) ont permis de proposer des mécanismes radiolytiques dans les C-S-H. L’ensemble de ces résultats nous permettent de mieux comprendre les effets d’irradiation dans les cimentsIn France, cementitious materials are used as conditioning matrix of low level and intermediate level nuclear wastes. Water radiolysis occurs due to the nuclear wastes stored in the materials. The formation of its radiolytic products such as H₂ gas must be evaluated for safety reasons. Calcium silicate hydrate (C-S-H) is the main product (50%) of hydration of Portland Cement (PC). The aim of this study is to understand the radiolytic mechanisms of the hydrogen production in C-S-H, to investigate the effect of impurities (such as alkali ions, additional hydroxides or nitrates ions) on H₂ gas production in C-S-H and to examine if interactions exist between different main phases (C-S-H and portlandite) in cement matrix. After using various characterization techniques, samples were submitted to different types of irradiation (gamma rays and electrons and heavy ions (HI) beams) to determine their H₂ radiolytic yield, G(H₂). In C-S-H system, it has been shown, under gamma irradiation, that G(H₂) does not depend on water content, moreover, C-S-H system itself produce efficiently H₂ gas. The comparison between the results obtained under gamma rays and that obtained under HI implies: there is no/ low LET effect in C-S-H. While with nitrate ions in C-S-H, a large decrease of G(H₂) is observed. Irradiation of C2S and C3S hydrates mainly composed of C-S-H and portlandite shows that here is no energy transfer phenomena between these two phases. Finally, the electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy experiments have enabled proposing radiolytic mechanisms. All these results help us to understand the radiation effects in cements
31
Vincent, Edwige. "Simulations numériques à l'échelle atomique de l'évolution microstructurale sous irradiation d'alliages ferritiques." Lille 1, 2006. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2006/50376-2006-Vincent.pdf.
Abstract:
Dans ce travail, nous avons développé un modèle de diffusion des défauts ponctuels (lacunes et interstitiels) permettant de simuler par Monte Carlo cinétique (MCC) la formation d'amas riches en solutés observés expérimentalement dans des alliages modèles de type FeCuNiMnSi irradiés ainsi que dans l'acier de cuve. Des calculs de structure électronique nous ont permis de caractériser les interactions existant entre les défauts ponctuels et les différents atomes de solutés. Chacun des solutés établit des liaisons attractives avec la lacune. Le Mn, quant à lui, élément ayant le moins d'affinité avec la lacune, établit des liaisons plus favorables avec l'interstitiel. Les énergies de liaison, de migration ainsi que d'autres propriétés à l'échelle atomique, déterminées par calculs ab initio, nous ont conduits à un jeu de paramètres pour le code de MCC. Dans un premier temps, ces paramètres ont été optimisés sur des expériences de recuit thermique réalisées sur l'alliage binaire FeCu et sur des alliages complexes, décrites dans la littérature. Les simulations de recuit thermique montrent qu'en présence de lacunes, tous les solutés migrent et forment des amas, en respectant les tendances observées expérimentalement. Pour simuler l'évolution de la microstructure sous irradiation, nous avons, dans un second temps, introduit les interstitiels dans le code de MCC. Leur présence rend plus efficace le transport du Mn. Les premières simulations d'irradiation par des électrons et des neutrons montrent que le modèle reproduit dans l'ensemble des résultats qualitativement en accord avec les tendances observées expérimentalement.
32
Kharouf, Riad. "Caractérisation des défauts par attaque chimique dans les couches minces épitaxiales de silicium." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112023.
Abstract:
Une technique de révélation de défauts par attaque chimique dans le silicium (dislocations, fautes d’empilement et S-pits) a été présentée et appliquée à l’étude des couches minces épitaxiales de Si élaborées par pulvérisation ionique. La présence d’une densité importante de défauts dans les couches est corrélée à la préparation in-situ du substrat (nettoyage thermique ou décapage ionique) et des conditions d’épitaxie.
33
Allart, Marion. "Ségrégation interfaciale dans les métaux en cours de déformation à chaud : cas du système nickel - soufre." Phd thesis, Université de Nantes, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00757072.
Abstract:
Dans cette thèse, nous avons cherché à caractériser la ségrégation intergranulaire dans les métaux en cours de recuit et de déformation à chaud, dans le système modèle nickel - soufre. Deux méthodes de quantification ont été utilisées : la spectrométrie d'électrons Auger et l'analyse par dispersion de longueur d'onde des rayons X (WDX). Cette dernière a été adaptée de façon originale par notre équipe pour la quantification de monocouches sur un substrat. Le tracé de cinétiques de ségrégation en cours de recuit à 550 et 750°C a permis la mesure des coefficients de diffusion du soufre dans le nickel, respectivement de 2,9.10-14 cm2.s-1 et 2,6.10-12 cm2.s-1. Par l'étude d'échantillons recuits à différentes températures nous avons obtenu une enthalpie libre de ségrégation de 102 kJ.mol-1 et une concentration en soufre dans le joint de grain à saturation de 63,5 ng.cm-2. Nous avons également étudié l'influence de la température (450 et 550°C) et de la vitesse de déformation (3,9.10-5 s-1 et 3,8.10-4 s-1) sur la ségrégation intergranulaire. En cours de compression, nous obtenons une cinétique jusqu'à 150 000 fois plus rapide que lors d'un recuit d'équilibre. Décupler la vitesse de déformation ne modifie pas l'évolution de la ségrégation en fonction de la déformation mais multiplie la cinétique par 6,5. Enfin, dans les domaines étudiés, la vitesse de ségrégation est quasiment indépendante de la température. Un modèle calculant la concentration en lacunes en cours de déformation pour en déduire la diffusion du soufre permet de reproduire correctement nos mesures de ségrégation. Le phénomène de ségrégation intergranulaire accélérée du soufre dans le nickel en cours de déformation à chaud semble donc attribuable à la présence de lacunes en sursaturation.
34
Perrin, Hugo. "Lignes de contact dynamiques à l'échelle microscopique." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCC287/document.
Abstract:
Ce travail de thèse met en évidence deux phénomènes microscopiques dissipatifs au voisinage de la ligne de contact dans les phénomènes de capillarité et d'adhésion. L'étude s'appuie sur des expériences dynamiques et des modélisations théoriques. La mesure expérimentale de quantités macroscopiques et la théorie hydrodynamique permettent d'extraire les informations dynamiques localisées au voisinage la ligne de contact. Les différents phénomènes dissipatifs localisés au voisinage de la ligne de contact ont pour origines les propriétés des substrats sur lesquels se déplace la ligne de contact. Pour une surface rigide hétérogène, nous avons développé un modèle rhéologique de la ligne de contact fondé sur l'hydrodynamique, permettant d'établir théoriquement l'évolution temporelle de la ligne de contact et de ses déformations. Une décomposition modale fondée sur la réduction de l'énergie par la théorie du chemin de réaction fournit une prédiction quantitative de la dynamique thermiquement activée de la ligne de contact, en accord avec l'expérience réalisée. Pour un substrat déformable, à partir de l'analyse de deux expériences différentes de mouillage dynamique et de l'estimation de la dissipation dans le substrat, fondée sur sa viscoélasticité, nous avons développé une compréhension générale du comportement dynamique d'une ligne de contact sur un substrat viscoélastique. Pour finir, ce modèle de dissipation viscoélastique est appliqué au cas de l'adhésion réversible, où expérimentalement nous mesurons la dynamique de pelage et de recollement sur un substrat viscoélastique. Cette extension à l'adhésion permet de relier les phénomènes interfaciaux en une compréhension généraleThis thesis reveals two dissipative microscopic phenomena close to the contact line in the fields of capillarity and adhesion. The study is based on dynamic experiments and theoretical predictions. Experimental measurement of macroscopic quantities and the hydrodynamic theory give access to dynamic information located close to the contact line. The different dissipative phenomena, located close to the contact line, originate from the properties of the substrates on which the contact line moves. For a heterogeneous rigid surface, we have developed a rheological model of the contact line based on hydrodynamics, in order to theoretically establish the temporal evolution of the contact line and its deformations. A modal decomposition based on the reduction of the energy by the reaction path theory allows a quantitative prediction of the thermally activated dynamics of the contact line, in agreements with the experiment carried out. For a deformable substrate, based on the analysis of two different experiments of wetting dynamics and on the estimation of the dissipation in the substrate founded on its viscoelasticity, a general understanding of the dynamical behavior of contact lines on viscoelastic substrates is achieve. Finally, this viscoelastic model is applied to the case of weak adhesion, where experimentally we measured the peeling dynamics from a viscoelastic substrate. This extension to adhesion bridge the gap between different interfacial phenomena into a general understanding
35
Goudreau, Karine. "Une étude des défauts d'homocouplage dans la polymérisation par (hétéro)arylation directe à l'aide de polymères modèles." Master's thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/34035.
Abstract:
Les polymères π-conjugués sont des matériaux à haute valeur ajoutée pour applications en électronique organique. Afin d’être utilisés dans des dispositifs électroniques, il est nécessaire d’avoir une méthode de synthèse efficace permettant d’obtenir des matériaux de bonne qualité. En effet, les polymères utilisés dans ce domaine doivent posséder une structure régulière et une masse molaire élevée. Toutefois, certains défauts peuvent se retrouver dans les chaînes polymère, ce qui diminuent leur performance en dispositif. Un des défauts possibles est l’homocouplage, soit la répétition successive d’un même motif. Ce défaut est présent peu importe la méthode de polymérisation utilisée. Dans ce projet de maîtrise, les défauts d’homocouplage dans les polymères synthétisés par poly(hétéro)arylation directe (PHAD) ont été étudiés. La PHAD est une nouvelle méthode de polymérisation novatrice permettant de diminuer le nombre d’étapes de synthèse, en plus d’être verte puisqu’elle ne produit pas de déchets organométalliques toxiques en comparaison avec les méthodes classiques de polymérisation. Les mécanismes menant aux défauts d’homocouplage dans les polymères synthétisés par PHAD sont encore sujets à discussion. En ce sens, l’influence de la nature des monomères et des réactifs utilisés sur la régiorégularité des polymères synthétisés par PHAD a été étudiée. Pour ce faire, deux polymères, le poly(3-octyoxy-4-métylthiophène) (POMT) et le poly(1-(4-dodécylthiophèn-2-yl)-5-(2-octyldodécyl)-thiéno[3, 4- c]pyrrole-4,6-dione) (P(TPDT)), ont été choisis de manière stratégique, puisque le seul défaut possible dans leur structure est l’homocouplage. Ce défaut peut être identifié et quantifié par spectroscopie RMN ¹H et ainsi permettre l’optimisation des conditions de polymérisation. De plus, les propriétés optiques et thermiques ainsi que la masse molaire des polymères ont également été analysées. Les propriétés électroniques du P(TPD-T) ont été déterminées par la mise en dispositif de transistors à effet de champs. Toutes ces caractérisations ont permis de déterminer l’influence de la présence d’homocouplage sur l’organisation du polymère à l’état solide, qui est fortement reliée aux performances en dispositifs.
36
Maalouf, Azar. "Contribution à l'étude des procédés de réalisation de circuits intégrés optiques en matériaux polymères." Phd thesis, Université Rennes 1, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00456179.
Abstract:
Au laboratoire, cette thèse fait suite à des modélisations sur des fonctions passives intégrées optiques à base de micro-résonateurs en anneaux. Pour les réaliser, une étude de toutes les étapes de réalisation de circuits en polymère a été effectuée. Les objectifs sont l'obtention de guides arêtes, ridge monomodes avec des performances acceptables et la miniaturisation de fonctions avec les matériaux et technologies envisageables au CCLO. Des points bloquants ont été identifiés au départ, tels que le manque d'adhérence entre matériaux, les incompatibilités technologiques et optiques entre polymères, les phénomènes liés au procédé occasionnant des pertes optiques excessives. Après un état de l'art sur les polymères pour guides d'ondes optiques, le manuscrit présente les travaux spécifiques sur le choix des matériaux et l'évaluation de l'adhérence de polymères amorphes sur les substrats envisagés, ainsi que la qualité et la reproductibilité des dépôts et leur gravure sèche par plasma. L'analyse de l'apparition de défauts de surface des films et " ridge " ainsi que les solutions trouvées pour les éliminer, sont plus particulièrement développés. L'adaptation de la photolithographie classique en UV proche est détaillée pour atteindre des tailles de motifs submicroniques. Les résultats des méthodes d'analyse entreprises pour discriminer les différents facteurs de pertes optiques en propagation sont discutés. Enfin, les réalisations de guides monomodes à base de polymères méthacryliques pour le coeur ainsi que les premières structures de filtres et multiplexeurs en micro-résonateurs intégrés en anneaux et à faible intervalle spectral libre (1-3nm) sont présentées et analysées.
37
Janvier, Catherine. "Solutions solides de zirconium dans la cérine : modèle thermodynamique et stabilité thermique à haute température." Grenoble INPG, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841807.
Abstract:
Les équilibres oxydes-dioxygène gazeux ainsi que la stabilité thermique texturale de six solutions solides de zirconium dans la cérine, Ce#1-x Zr#x O#2 (O < x ≤0,36) ont été étudiés. L'étude des équilibres entre les solutions solides et le dioxygène gazeux par thermogravimetrie à 600°C à montré que celles-ci n'ont pas un comportement ideal. Un modèle thermodynamique simple de solution strictement régulière pseudo-ternaire faisant intervenir les défauts ponctuels des solutions permet de les décrire au mieux. Il devient alors possible de connaître les variations des concentrations en défauts ponctuels des solutions en fonction de la température, de la pression en oxygène et de la concentration en zirconium. L'étude cinétique, par calcination à 950°C des solutions solides, de la chute de surface spécifique, à révélé sur la courbe de vitesse de chute de surface des solutions en fonction de la concentration en zirconium, un minimum (0 < x < 0,09) puis un maximum (0,14 < x < 0,19) de vitesse. L'oxygène n'a pas d'influence visible sur cette vitesse. Un mécanisme de grossissement de grains, analogue à celui de la cérine, à été proposé pour interpréter les variations de la vitesse de chute de surface spécifique en fonction de la concentration en zirconium, les solutions solides étant décrites par le modèle thermodynamique pseudo-ternaire et la vitesse du processus étant determinée par un régime mixte de diffusion des lacunes de cérium et d'oxygène.
38
Mortazavi, Amiri Narjes Beigom. "Relations entre motifs structuraux et dynamique de réseau dans les cristaux mixtes Cu-Zn-Sn-Se : études premiers principes." Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0333/document.
Abstract:
Le travail porte sur les propriétés vibrationnelles de semi-conducteurs innovants, notamment les composés Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSnS4 de type kesterite, qui, dans le domaine du photovoltaïque, soutiennent la comparaison avec les matériaux leaders de type chalcopyrite, Cu(In,Ga)Se2. Un intérêt pratique immédiat pressenti est que les spectres de vibration devraient permettre de distinguer entre différentes phases structurales possibles à une composition donnée. Les modes de vibration sont abordés en utilisant une approche théorique premiers principes. Le manuscrit est divisé en cinq chapitres, dont le contenu est le suivant : (1) Une brève introduction sur le principe et les enjeux du photovoltaïque, les cellules solaires à base de composés semi-conducteur multinaires; le chapitre se termine par une description du diagramme de phase du système Cu-Zn-Sn-Se. (2) L’exposé de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la mise en œuvre de simulations numériques via le logiciel SIESTA. (3) Les propriétés vibrationnelles de Cu2ZnSnSe4 dans ses deux phases kesterite et stannite, étudiées par une méthode premiers principes, en faisant une comparaison détaillée et une analyse minutieuse mode par mode. (4) Les propriétés vibrationnelles de la phase secondaire Cu2SnSe3, une concurrente habituelle de la phase Cu2ZnSnSe4 lors de la croissance des échantillons. (5) Le calcul des phonons dans la structure Cu2ZnSnS4 contenant des défauts intrinsèques (lacunes; antisites), avec comme objectif l'évaluation des contributions vibrationnelles à l'entropie, et l'élaboration du diagramme de phases composition – température dans ce système multinaire. La conclusion générale récapitule les résultats, qui sont publiés dans 5 articlesThe works addresses vibrational properties of novel semiconductors, specifically the Cu2ZnSnSe4 and Cu2ZnSnS4 compounds of the kesterite structure, which, in the domain of photovoltaics, become competitive with leading materials of chalcopyrite type, notably Cu(In,Ga)Se2. The anticipated immediate practical interest of such study is that the vibration spectra are likely to make possible a distinction between different structural phases, possible for a given composition. The vibration modes are accessed by using a first-principle theory approach. The manuscript is divided into five chapters, with the following contents: (1) A brief introduction into the work principle and the problematics of photovoltaics, specifically of the solar cells based on multinary semiconductors; the chapter closes by the description of the phase diagram of the Cu-Zn-Sn-Se system. (2) An overview of the density functional theory (DFT) and of the technics of numerical simulations using the SIESTA code. (3) The vibrational properties of Cu2ZnSnSe4 in its two phases, kesterite and stannite, as studied by first-principles method, with a detailed comparison being done along with a thorough mode-by-mode analysis. (4) Vibrational properties of a secondary phase Cu2SnSe3, which often competes with the Cu2ZnSnSe4 phase in the process of sample growth. (5) Calculation of phonons in the Cu2ZnSnS4 structure containing intrinsic defects (vacances; anti sites), with the objective of estimating vibrational contributions to entropy and the correction of the composition - temperature phase diagram in this multi nary system. The general conclusion summarises the results which are published in 5 articles
39
Christien, Frédéric. "Ségrégation interfaciale dans les métaux." Habilitation à diriger des recherches, Université de Nantes, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00912930.
Abstract:
La ségrégation désigne de manière générale des écarts locaux à la concentration nominale d'un soluté dans un solvant. On appelle ségrégation " intergranulaire " le regroupement d'atomes de solutés sur les joints de grains d'un matériau. Ce phénomène est à l'origine de formes d'endommagement bien connues dans les matériaux métalliques. Notre mémoire s'articule en deux parties principales. La première partie concerne le développement de nouvelles méthodes expérimentales pour la quantification de la ségrégation intergranulaire. La spectroscopie d'électrons Auger est la technique expérimentale de prédilection pour l'étude des ségrégations intergranulaires. Elle présente cependant plusieurs inconvénients : préparation d'échantillon difficile, rareté des instruments, aptitude limitée à l'analyse quantitative. Depuis 2006, nous avons développé deux méthodes alternatives à la spectroscopie Auger, que nous présentons en détail. La première technique est fondée sur la spectroscopie de photons X à dispersion de longueur d'onde, qu'on désigne par l'acronyme anglais WDS (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy). Elle peut être mise en œuvre dans un microscope électronique à balayage muni d'un détecteur WDS. La seconde méthode repose sur la spectrométrie de masse à ionisation secondaire (SIMS : Secondary Ion Mass Spectrometry). Pour clore cette première partie du manuscrit, nous présentons une étude de la ségrégation d'équilibre du soufre aux joints de grains du nickel. Nous y confrontons les résultats de trois méthodes de quantification (Auger, WDS et SIMS), pour souligner leur complémentarité. La deuxième partie du mémoire porte sur la ségrégation hors d'équilibre. Dans un premier temps, nous nous intéressons à la ségrégation intergranulaire du soufre dans le nickel en cours de déformation plastique à chaud. La ségrégation intergranulaire du soufre au cours de la mise en forme à chaud des alliages de nickel est encore à l'heure actuelle à l'origine d'endommagements importants. En particulier, l'étape de réchauffage des lingots, avant laminage, conduit souvent à de la fissuration intergranulaire en surface et sous-surface. Il s'agit ici de comprendre la cinétique de ségrégation intergranulaire, en relation avec la température et la vitesse de déformation. Les résultats montrent un effet accélérateur fulgurant de la déformation plastique sur la cinétique de ségrégation. On observe de plus, de façon assez inattendue, une quasi-proportionnalité des vitesses de ségrégation et de déformation, et une quasi-indépendance à la température. Nous proposons deux interprétations de ces observations : l'une fondée sur les lacunes de déformation plastique qui accélèrent la diffusion du soluté, l'autre sur les dislocations, qui agissent à la fois comme " collecteurs " de soluté et comme courts-circuits de diffusion. Enfin, nous nous intéressons à l'effet accélérateur des anciens joints de grains austénitiques sur la ségrégation du phosphore à la surface d'un acier martensitique.
40
Gheeraert, Etienne. "Défauts de structure et impuretés dans les couches minces de diamant élaborées par dépôt chimique en phase vapeur." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10030.
Abstract:
Nous avons optimise la qualite du diamant en fonction des conditions de preparation, et etudie la nature et la concentration de ses defauts electroniques residuels, pour la realisation, a long terme, de dispositifs electroniques avec du diamant en couches minces. Les couches (polycristallines) sont deposees sur si par cvd assiste par filament chaud (hfcvd) a 750c, et plasma micro-ondes (mpcvd) entre 620 et 880c. En hfcvd, du w (10#1#6 at-cm#2) est incorpore, et il existe une couche interfaciale (30 a 250 a) de sic. En mpcvd, il y a une incorporation faible de si, et une epaisseur equivalente de sic de 10 a 150 a quand le substrat de si est en aval du plasma. La largeur a mi-hauteur de la raie raman du diamant qui repere la qualite des couches est plus faible (meilleure) que les couches mpcvd, avec un minimum a 2 cm#-#1. Les defauts des couches mpcvd sont etudies par rpe et cathodoluminescence. Par rpe, il apparait des signaux a g=2. 0027 avec des largeurs autour de 4 et 10 gauss, attribuees a des liaisons libres de c en interaction et isolees, respectivement, avec une concentration minimum de 3 10#1#6 cm#-#3. Des bandes larges autour de 1. 8 et 2. 8 ev et des pics etroits a 1. 68, 1. 96, 2. 2, 2. 33, 2. 41, 2. 47, 2. 57, 2. 98 et 3. 09 ev, attribuees respectivement a des defauts etendus et ponctuels apparaissent en cathodoluminescence. Des resultats preliminaires montrent que l'incorporation de b ameliore la qualite des couches
41
Henault, Bastien. "Identification des processus physico-chimiques à l’origine des défauts locaux des surfaces polies optique et superpolies." Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2018. http://www.theses.fr/2018CLFAC090.
Abstract:
Ce travail de thèse porte sur l’étude des mécanismes physico-chimiques mis en jeu lors du polissage mécano-chimique du Zerodur® (vitrocéramique) par un abrasif à base d’oxydes de cérium. Les défauts obtenus à l’issu du polissage ont été caractérisés en microscopie optique et par microscopie à force atomique (AFM). Il en ressort deux principales populations, à savoir des rayures de type « fines » (longitudinales et continues) causées par des débris de matière polie. La seconde est la typologie « rayure éclat » (fractures perpendiculaires au sens de la rayure) causées par des agglomérats d’abrasif. Des analyses en spectroscopie RX de l’abrasif montrent une augmentation du ratio Ce3+/Ce4+ après la phase de polissage, confirmant la part chimique du polissage du Zerodur®. Des analyses de potentiel zêta ont été menées sur ces mêmes abrasifs et montrent une évolution de la charge de surface des particules abrasives. Des observations AFM montrent que plus la part Ce4+ est importante et meilleure est la qualité finale de la surface polie. La surface polie a également été sondée en ToF-SIMS. Il en ressort la présence d’une couche enrichie en cérium de plusieurs dizaines de nanomètres, lieu de la réaction mécano-chimique de polissage. Plus précisément, cette réaction semble avoir lieu dans la phase vitreuse du Zerodur®This PhD work focuses on the study of the physicochemical mechanisms involved in the chemical-mechanical polishing of Zerodur® (glass-ceramics) with an abrasive based on cerium oxides. The defects observed after polishing were characterized by optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). Two main populations were observed, namely "fine" (longitudinal and continuous stripes) caused by debris of polished material. The second is called "scratch" (perpendicular fractures) caused by abrasive agglomerates. RX spectroscopic analyzes of the abrasive showed an increase in the Ce3+/ Ce4+ ratio after the polishing phase. This point confirms the chemical part of Zerodur® polishing. Zeta potential analyzes were carried out on these same abrasives and show an evolution of the abrasive surface charge. AFM observations show that the higher the Ce4+ concentration, the better the final polished surface quality. The polished surface was also probed with ToF-SIMS analyzes. This shows the presence of a cerium-enriched layer of several tens of nanometers, which may be a site for the chemical-mechanical polishing reaction. More precisely, this reaction seems to take place in the glassy phase of Zerodur®
42
Ouazzani, Jamil Abdelali. "Influence de la température de dissociation thermique du gypse sur la cinétique de réhydratation de l'anhydrite orthorhombique." Lyon, INSA, 1987. http://www.theses.fr/1987ISAL0055.
Abstract:
L'étude des caractéristiques physico-chimiques et la réactivité de l'anhydrite CaSO4 orthorhombique pure, obtenue par dissociation thermique d'un sulfate de calcium dihydraté pur (gypse Merck), a été effectuée en mettant en œuvre, les techniques classiques pour déterminer les paramètres minéralogiques et structuraux des solides concernés ou le taux de conversion de la réaction d'hydratation, et deux techniques plus spécifiques : La spectroscopie d'absorption infrarouge et l'émission exo-électronique thermo-stimulée (ou E. E. T. S. ) afin de détecter l'existence ou non de désordres à courte distance ou de défauts superficiels. Il a été montré que l’anhydrite, préparée dans l'intervalle de températures (400-1000°C) voyait sa réactivité diminuait lorsque sa température de préparation passait de 400 à 600°C puis réaugmentait ensuite pour présenter un optimum de réactivité lorsque la température atteignait 80O°C. Or la concentration en défauts superficiels détectés par E. E. T. S. Passe par un maximum précisément lorsque le solide est préparé à cette température. Ces défauts superficiels interviennent en début de réaction (0 < α < 0,03 où α est le taux de conversion de l'anhydrite en dihydrate) jouant le rôle de sites potentiels de germination, impliquant ainsi un processus de germination hétérogène du produit de réaction. Une modélisation de ce processus a été proposé et le phénomène de germination hétérogène clairement mis en évidence par microscopie électronique à balayage. Par contre, le désordre à courte distance étudié par spectroscopie d'absorption infrarouge ne joue qu'un rôle limité par rapport à celui des défauts superficiels, que le solide ait été préalablement activé ou non mécaniquement (broyage)Physico-chemical characterisation and chemical reactivity of pure orthorhombic anhydrite (CaSo4) obtained by thermal dissociation of pure synthetic calcium sulfate dehydrate were studied by the mean of either classical technico used to determine the structural and mineralogical parameters of the studied solids or the conversion rate of the hydratation reaction, or more specific technico i. E. : infrared absorption spectroscopy and thermo stimulated exo electronic emission (TEE) in order to detect the short-distance distorters and the presence of superficial defects. It was shown that the anhydrite prepared at 800°C ^resented a, optimum od reactivity for the process of dissolution-nucleation-growth, which is associated to its reaction of hydration by liquid water. Further more it was been observed that the concentration in superficial defect detected by TEE reaches a maximum precisely when the solid is prepared at this temperature the superficial defect are involved at the beginning of the reaction : (0 < α <0. 03, in which α is the conversion rate of anhydrite into dehydrate) as potential sites, which implies an heterogeneous nucleation process of the relation product. A model of this process was proposed and the phenomenon of heterogeneous nucleation was clearly pointes out by scanning electron microscopy. On the other hand the short-distance distorter studied by infrared absorption spectroscopy has only a limited rôle in comparison to that of superficial defects, whether or not the solid be preliminarily mechanically activated by grinding
43
Poupon, Laurent. "Étude des mécanismes de conduction électrique dans le dioxyde d'étain polycristallin en relation avec les défauts ponctuels." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841348.
Abstract:
Ce travail a permis d'établir des corrélations entre les défauts ponctuels et les propriétés électriques de SnO2, matériau utilisé en tant que capteur de gaz. L'influence des paramètres expérimentaux (atmosphère gazeuse, dopage) est étudiée afin d'identifier les défauts du dioxyde d'étain. Le comportement des défauts intrinsèques dans le SnO2 polycristallin dopé à l'aluminium ou au niobium est caractérisé par thermoluminescence (TL) et par conductivité électrique. La courbe de TL du dioxyde d'étain présente trois pics. La variation de leur intensité avec la concentration en aluminium(III) ou en niobium(V) permet de corréler les deux pics de TL à basse température aux lacunes d'oxygène ionisées. Le troisième pic est lié aux groupements hydroxyles, espèces responsables du manque de reproductibilité des mesures de TL et probablement du manque de stabilité des capteurs de gaz. L'ajustement des donnéees expérimentales de TL à un modèle semi-analytique permet de quantifier les paramètres de piégeage des défauts de SnO2. Les lois de pression d'oxygène et de vapeur d'eau sont étudiées par la mesure de conductivité électrique en isotherme sous atmosphère contrôlée. Un modèle numérique basé sur les réactions quasi-chimiques est également développé. Il permet de prévoir le comportement des concentrations des défauts ponctuels en fonction de la pression partielle d'oxygène ou de vapeur de l'eau ou en fonction de la concentration en dopant. La corrélation des résultats de TL et de conductivité électrique à ce modèle permet de vérifier les hypothèses concernant l'identification des défauts ponctuels et leur rôle dans les mécanismes de détection de gaz.
44
Laouti, Nassim. "Diagnostic de défauts par les Machines à Vecteurs Supports : application à différents systèmes mutivariables nonlinéaires." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00985437.
Abstract:
Les systèmes réels sont généralement de nature non-linéaire, et leurs modélisations etsurveillance restent une tâche difficile à accomplir. Néanmoins, avec les progrès technologiqueson dispose maintenant d'un atout de taille sur ces systèmes qui est les données.Ce travail présente une technique de diagnostic de défaut et de modélisation basée en grandepartie sur la méthode d'apprentissage automatique " Les Machines à Vecteurs de Support,SVM " qui est basée sur les données. La méthodologie proposée est appliquée à différentessystèmes multivariables et non linéaires, à savoir : un procédé de traitement des eaux usées, unsystème éolien et un réacteur chimique parfaitement agité.L'objectif de cette thèse de doctorat est d'examiner la possibilité d'extraire le maximumd'information à partir de données afin de surveiller efficacement le comportement de systèmesréels et de détecter rapidement tout défaut qui peut compromettre leur bon fonctionnement. Lamême méthode est utilisée pour la modélisation des différents systèmes. Plusieurs défis ont étérelevés tels que la complexité du comportement des systèmes, le grand nombre de mesuresvariant à différentes échelles de temps, la présence de bruit et les perturbations. Une méthodegénérique de diagnostic de défauts est proposée par la génération des caractéristiques de chaquedéfaut suivie d'une étape d'évaluation de ces caractéristiques avec une amélioration du transfertde connaissances en modélisation.Dans cette thèse ont a démontré l'utilité de l'outil Machines à Vecteurs de Support, enclassification par la construction de modèles de décision SVM dédiés à l'évaluation descaractéristiques de défaut, et aussi en tant qu'estimateur non linéaire/ou pour la modélisation parl'utilisation des machines à vecteurs de support dédiés pour la régression (SVR).La combinaison de SVM et d'une méthode basée sur le modèle "observateur" a été aussi étudiéeet a été nécessaire dans certains cas pour garantir un bon diagnostic de défauts.
45
Tigeras, Menendez Maria Aranzazu. "Fuel failure detection, characterization and modelling : effect on radionuclide behaviour in PWR primary coolant." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112063.
Abstract:
Dans l’industrie nucléaire, le comportement de radionucléides doit être maîtrisé au cours des différentes phases du cycle combustible. L’objectif de cette étude était d’apporter une analyse détaillée du comportement des radionucléides engendrés par le combustible au cours des cycles d’irradiation des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Pour établir le parcours des radionucléides provenant du combustible, le transport des produits de fission et actinides a été modélisé. Différentes voies de progrès ont été proposées permettant : - D’établir les inventaires des produits de fission et actinides dans la pastille combustible et dans le circuit primaire en présence ou absence de défauts de gainage et de la matière fissile. - De proposer une méthodologie globale basée sur l’application de différents critères afin de détecter et caractériser les défauts de gainage (épuisement, puissance des crayons non étanches, nature du combustible, localisation et dégradation des défauts,). - D’effectuer des simulations pour identifier l’influence des conditions d’opération du réacteur (puissance, débits de purification, température). - De développer des calculs thermodynamiques afin de proposer une spéciation caractéristique de l’iode et des actinides dans les conditions du circuit primaire des réacteurs REP. Les conclusions et les outils développés dans le cadre de cette thèse peuvent contribuer à optimiser le diagnostic de l’état de gainage, le conditionnement chimique du réfrigérant primaire et les opérations de dégazage, purification et filtration visant à maîtriser les impacts des produits de fission et des actinides présents dans le circuit primaire des réacteurs REPThis thesis aims to study the fission product behavior and actinides in the PWR primary coolant. From fuel pellet to plant wastes it is extremely important to monitor the radionuclide behavior in order to know as precisely as possible the radionuclide inventory which can have a radiological impact. The presence of fuel cladding defects involves the increase of fission product activity and a possible dissemination of fissile material. These both consequences have to be limited in order to ensure safe operating, to limit environmental impact and to optimize the NPP worker operations. This study has permitted : - the verification of theoretical assumptions and models, concerning the fission product, actinide release, with the power plant feedback; - the proposition of a global methodology permitting to detect and characterize the fuel failures; - the verification of operating conditions influence according to simulations results ; - the Review of thermodynamic database and determination of actinide/iodine speciation adapted to the primary coolant. The main contributions of the works are the proposition of criteria and tools to improve the fuel failure diagnosis, the primary coolant chemical program and the operating conditions of degassing and purification in order to control the fission product and actinide impact in the PWR primary coolant
46
Buis, Camille. "Etude des corrélations entre les défauts structuraux et les inhomogénéités spatiales des détecteurs de rayons X à base de CdTe pour l'imagerie médicale." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01056544.
Abstract:
Ces travaux de doctorat proposent d'apporter une contribution à l'identification et à la compréhension des phénomènes limitant les performances de détecteurs de rayon X à base de CdTe:Cl développés pour des applications en radiographie. En effet, des inhomogénéités spatiales non-stables dans le temps sont observées dans la réponse de ces capteurs. Les défauts des cristaux utilisés pour la détection ont été caractérisés. Notamment, les dislocations révélées par attaque chimique et par topographie X présentent des arrangements en mur à la surface des échantillons, ces défauts sont majoritairement traversant dans toute l'épaisseur du cristal. Il a ensuite été montré que ces murs de dislocations sont responsables des inhomogénéités de photo-courant sous irradiation par des rayons X et de courant de fuite d'un détecteur à base de CdTe:Cl. De plus, les niveaux pièges dans le gap du CdTe ont été investigués par des méthodes de spectroscopie optique à basse température : les images de cathodoluminescence mettent en évidence le caractère non-radiatif des murs de dislocations, mais ne montrent pas l'apparition de la luminescence Y au niveau de ces défauts, normalement attribuée aux dislocations dans la littérature. Enfin, l'influence des murs de dislocations sur les propriétés de transport des porteurs de charge a été étudiée par la méthode " Ion Beam Induced Current " (IBIC) montrant qu'ils entraînent une diminution de la valeur du produit mobilité-temps de vie des électrons et des trous
47
Ben, Kaddour Najat. "Propriétés thermodynamiques et non-stoechiométrie du composé YBa2Cu3O7-x." Tours, 1991. http://www.theses.fr/1991TOUR4004.
Abstract:
Après la découverte de Bednorz et Muller de la supraconductivité à haute température critique dans des oxydes à base de cuivre, chu et wu annoncent une transition supraconductrice à 92 k pour le composé YBa2Cu3O7-x (0
48
Kimouche, Amina. "Vers de nouveaux matériaux hybrides basés sur le graphène épitaxié : contrôle de la formation de défauts et leur rôle dans l’intercalation." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY027/document.
Abstract:
Le graphène épitaxié sur des substrats métalliques est un modèle prometteur pour le développement de nouveaux systèmes hybrides, dans lesquelles les effets d'interface peuvent être exploités pour concevoir de nouvelles propriétés. L'insertion d'espèces entre le graphène et son substrat, une opération connues sous le nom d'-«intercalation», est une approche très puissante à cet égard. Avec l'aide des outils de la physique des surfaces, nous avons étudié trois systèmes graphène/métal, dont deux sont des systèmes hybrides intercalés, et l'autre est un candidat pour un tel système : (i) le graphène/Ir(111) intercalé avec un oxyde ultra-mince, (ii) graphène/Ir(111) intercalé avec des couches sub-atomiques du cobalt et (iii) de graphène sur Re(0001). Nous avons montré que certains défauts, en particulier les ridules (délamination du graphène de son substrat) et d'autres régions courbées du graphène, jouent un rôle crucial, non anticipé, dans le processus d'intercalation. Nous avons également observé que l'intercalation se déroule d'une manière nettement différente sous ultravide et à pression atmosphérique. Dans le premier système, des espèces contenant de l'oxygène entrent à l'extrémité ouverte des ridules et diffusent au long de ces ridules pour former des nano-rubans d'oxyde. Ces rubans modifient le dopage électronique du graphène, ce qui se traduit également par des changements substantiels dans la réponse optique inélastique (Raman) du graphène. Dans le second système, l'efficacité de l'intercalation est apparue dépendante de l'interaction graphène-métal, laquelle varie entre les domaines de graphène orientés différemment sur_(111). Dans ce système, les sites d'entrée pour les espèces intercalées, des régions courbées dans le graphène, ont pu être identifiés grâce à l'observation in_operando (en cours de croissance) du processus. Enfin, la croissance de graphène dans un troisième système (graphène/Re(0001)), a été étudiée afin de permettre le développement de futurs systèmes graphène/Re hybrides supraconducteurs. Dans ce système, nous avons proposé deux voies de croissance, l'une étant basé sur un processus de croissance en surface d'un monocristal massif de Re(0001), l'autre reposant sur la ségrégation en surface, activée thermiquement, du carbone dissout à haute température dans des films minces de Re sur saphirEpitaxial graphene grown on metal substrates is a promising platform for developing new hybrid systems, in which interface effects can be exploited to engineer novel properties. The insertion of foreign species between graphene and its substrate, referred to as “intercalation”, was shown very powerful in this respect. With the help of surface science tools, we have studied three graphene/metal systems, two of which are intercalated hybrid systems, and the other is a candidate for such a system: (i) graphene/Ir(111) intercalated with an ultrathin oxide, (ii) graphene/Ir(111) intercalated with cobalt (sub) atomic layers, and (iii) graphene on Re(0001). We found that some defects, especially wrinkles (linear delaminations of graphene from its substrate) and other curve graphene regions, play a crucial, yet unanticipated role in the intercalation process. We also found that the intercalation proceeds in a markedly different fashion under ultra-high vacuum and under atmospheric pressure. In the first system, oxygen-containing species were found to intercalate via the open end of wrinkles, to diffuse along then, and to form oxide nanoribbons along wrinkles accordingly. These ribbons modify the charge density of graphene, which also translates into substantial changes in the inelastic (Raman) optical response of graphene. In the second system, the efficiency of intercalation proved to be dependent on the graphene-metal interaction, which varies between differently oriented graphene domains on Ir(111). In this systems the entry sites for intercalated species could be identified, thanks to in operando observation of the process, as curved regions in graphene. Finally, graphene growth in a third system, graphene on Re(0001), was addressed in order to enable the future development of graphene/Re superconducting hybrids. In this system, we proposed two growth routes, one being a surface-confined process, on bulk single-crystal Re(0001), and the other being a temperature-induced segregation of carbon dissolved at high temperature in thin Re(0001) films on sapphire
49
Bozzolo, Nathalie. "Contribution de la microscopie électronique en transmission analytique à la caractérisation du diamant CVD." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_1996_BOZZOLO_N.pdf.
Abstract:
Nos travaux se situent dans le contexte de la caractérisation de la qualité cristalline des films de diamant élaborés par MPCVD sur silicium monocristallin. Nous étudions plus particulièrement, par MET et EELS, la répartition des défauts plans (fautes d'empilement, joints de macles et micromacles) dans les cristaux constituant les films, ainsi que leurs effets sur les clichés de diffraction électronique et sur les spectres de pertes d'énergie. Un soin particulier est apporté à la préparation de lames minces. Des dégâts d'irradiation sont mis en évidence et caractérisés dans le cas des lames amincies par bombardement ionique. L’examen de plusieurs films de microstructures différentes permet de déterminer les conditions d'élimination des défauts plans. Il existe une relation entre la présence défauts plans et le type de faces délimitant les cristaux, que nous avons vérifié pour différentes morphologies cristallines. Cette relation induit une corrélation entre la distribution spatiale des défauts plans et l'évolution de la microstructure en cours de croissance. Les défauts plans se forment uniquement au cours de la croissance suivant les faces 111. Les films textures <100> dont la surface est majoritairement constituée de facettes 100 présentent une qualité cristalline supérieure à toute autre texture. Cette tendance est d'autant plus marquée que l'épaisseur des films considérés est importante. La qualité cristalline la plus élevée que nous ayons observée correspond aux films hautement orientés sur Si(100) pour lesquelles les défauts plans disparaissent totalement des cristaux à partir d'une certaine épaisseur. Cette épaisseur critique correspond au moment ou les faces 100 externes se sont rejointes en cours de croissance. Cette étude nous a conduit à concevoir un programme de simulation des clichés de diffraction. La présence de défauts plans induit des effets spécifiques sur les clichés de diffraction électronique, qui peuvent être simulés grâce à ce programme, et qui sont mis à profit pour localiser des défauts. Une modification de la structure de bande du diamant liée à la présence des défauts est mise en évidence par EELS
50
Berrada, Sara. "Synthèse de dérivés génotoxiques permettant la quantification des pontages interbrins et l’identification de défaut de réparation chez le patient atteint de l’anémie de Fanconi." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0145.
Abstract:
Un pontage inter-brin (PIB) est une lésion covalente entre deux nucléotides situés sur les brins opposés de l’ADN. Ce lien physique bloque les mécanismes de réplication et de transcription. De par ce mode d’action, les agents inducteurs de PIBs sont fortement toxiques pour les cellules qui prolifèrent anormalement ce qui en fait des médicaments très efficaces pour le traitement de cancers. Cependant, leur utilisation est limitée par l’apparition d’effets secondaires sévères qui se traduit par une défaillance d’organes dûs à une accumulation trop élevée de PIBs. Cela peut être provoqué par une capacité de réparation insuffisante chez ces patients. Pour identifier l’origine de l’insuffisance de réparation, une connaissance exhaustive de la réparation des PIBs est nécessaire. À ce jour, de nombreuses voies et protéines de réparations ont été décrites, mais des étapes dans le processus de réparation restent incomprises.Une détection directe des PIBs permettrait de répondre à ces questions. Cependant les techniques actuellement disponibles souffrent de différentes limitations et une détection directe des PIBs, à l’échelle cellulaire et/ou dans les organes est nécessaire.Lors de ma thèse, j’ai modifié deux agents inducteurs de PIBs. L’un est couramment utilisé en chimiothérapie et le second a complété une phase II en essais cliniques. J’ai démontré que ces agents modifiés présentent une cytotoxicité et une capacité à induire des PIBs inchangés par rapport aux agents non modifiés. J’ai validé leur détectabilité par microscopie ainsi que par FACS et j’ai démontré qu’ils pouvaient être utilisés pour mesurer la réparation des PIBs dans différentes lignées cellulairesInter-strand crosslink (ICL) are formed by covalent link between two nucleotides located on opposite strands of DNA. This physical link blocks the replication and transcription mechanisms. Because of this mode of action, BIPs-inducing agents are highly toxic to abnormally proliferating cells, which makes them very effective drugs for the treatment of cancers. However, their use is limited by the occurrence of severe side effects resulting in organ failure due to excessive accumulation of ICLs. This may be caused by insufficient repair capacity which will result in healthy cell death upon exposure to ICLs and organ failure.In order to identify the origin of insufficient repair in these patients, a comprehensive knowledge of ICLs repair is required. To date, many repair pathways have been described, but steps in the repair process are still unknown. A direct detection of ICLs would allow to answer these questions. However, the currently available techniques suffer from various limitations and a direct detection of ICLs, at the cellular level and/or in organs, is challenging.During my thesis, I modified two ICLs inducing agents. One is currently used in chemotherapy and the second one has completed a phase II clinical trial. I demonstrated that these modified agents show unchanged cytotoxicity and ability to induce ICLs compared to unmodified agents. I validated their detectability by microscopy as well as by FACS and demonstrated that they could be used to measure ICL repair in different cell lines