Academic literature on the topic 'Électrons secondaires de basse énergie'

Les progrès technologiques ces dernières décennies ont fait croître de façon exponentielle l’utilisation de la spectroscopie TéraHertz. Cette gamme spectrale (1 THz = 1012 Hz) permet de sonder et caractériser les phénomènes physiques à basse énergie, où de nombreux processus élémentaires dans la matière, tels que l’interaction des électrons, des spins, des phonons et les modes de rotation moléculaire, présentent des résonances avec une dynamique (sub)-picoseconde. Cette approche trouve des applications prometteuses en physique, chimie, astronomie et médecine.

Résumé: Ce mémoire de maîtrise est une étude des probabilités d’interactions (sections efficaces) des électrons de basse énergie avec une molécule d’intérêt biologique. Cette molécule est le tétrahydrofurane (THF) qui est un bon modèle de la molécule constituant la colonne vertébrale de l’ADN; le désoxyribose. Étant donné la grande quantité d’électrons secondaires libérés lors du passage des radiations à travers la matière biologique et sachant que ceux-ci déposent la majorité de l’énergie, l’étude de leurs interactions avec les molécules constituant l’ADN devient rapidement d’une grande importance. Les mesures de sections efficaces sont faites à l’aide d’un spectromètre à haute résolution de pertes d’énergie de l’électron. Les spectres de pertes d’énergie de l’électron obtenus de cet appareil permettent de calculer les valeurs de sections efficaces pour chaque vibration en fonction de l’énergie incidente de l’électron. L’article présenté dans ce mémoire traite de ces mesures et des résultats. En effet, il présente et explique en détail les conditions expérimentales, il décrit la méthode de déconvolution qui est utilisée pour obtenir les valeurs de sections efficaces et il présente et discute des 4 résonances observées dans la dépendance en énergie des sections efficaces. En effet, cette étude a permis de localiser en énergie 4 résonances et celles-ci ont toutes été confirmées par des recherches expérimentales et théoriques antérieures sur le sujet des collisions électrons lents-THF. En outre, jamais ces résonances n’avaient été observées simultanément dans une même étude et jamais la résonance trouvée à basse énergie n’avait été observée avec autant d’intensité que cette présente étude. Cette étude a donc permis de raffiner notre compréhension fondamentale des processus résonants impliqués lors de collisions d’électrons secondaires avec le THF. Les valeurs de sections efficaces sont, quant à elles, très prisées par les théoriciens et sont nécessaires pour les simulations Monte Carlo pour prédire, par exemple, le nombre d’ions formées après le passage des radiations. Ces valeurs pourront justement être utilisées dans les modèles de distribution et dépôt d’énergie au niveau nanoscopique dans les milieux biologiques et ceux-ci pourront éventuellement améliorer l’efficacité des modalités radiothérapeutiques.
Abstract: This master’s thesis is a study of interactions probabilities (cross sections) of low-energy electrons with an important biomolecule. The studied molecule is tetrahydrofuran (THF) which is a good model for the DNA backbone constituent deoxyribose. Knowing the important quantity of secondary electrons generated by the radiations passage through the biological matter and knowing that these low-energy electrons are responsible for the majority of the energy deposited, the study of their interactions with DNA constituents becomes rapidly important. Cross sections measurements are performed with a high-resolution electron energy loss spectrometer. The electron energy loss spectra obtained from this spectrometer allow cross sections calculations for each vibration mode as a function of electron incident energy. The article presented in this master thesis describes in details the experimental methods, it presents energy loss spectra and it shows and discusses results obtained in this project. The energy dependence of the cross sections allows the observation of multiple resonances in many vibration modes of THF. Effectively, this study allows the energy localisation of 4 resonances, which have all been confirmed by previous experimental and theoretical studies on the electron-THF collisions. Additionally, these resonances have never been observed simultaneously in the same study and the resonance found at low incident energy has never been observed with as much intensity as this present work. This study allowed a better understanding of the fundamental processes occurring in collisions of low-energy electrons with THF. The cross sections values are highly prized by theorists and they are essential for Monte Carlo simulations. These values will be used in models for energy distribution and deposition in biological matter at nanoscopic scales, thereby they will eventually improve the efficiency of radiotherapeutic modalities.

Dans la chimioradiothérapie concomitante, il y a un effort pour augmenter son efficacité et atténuer la toxicité pour les cellules saines. Cela peut être atteint par le biais du synergisme et de la délivrance ciblée de médicaments (DCM). La DCM est un transport sélectif des médicaments vers des sites d'intérêt, protégeant ainsi les tissus sains de la toxicité des agents chimiothérapeutiques. Le synergisme est l'effet maximal de la chimioradiothérapie résultant des interactions complexes entre les deux modalités de traitement, comme l'interaction d'un agent radiosensibilisant avec des électrons de basse énergie (EBE) générés dans les tissus irradiés. Dans ce contexte, la thèse se concentre sur le processus de radiosensibilisation afin d'étudier le potentiel et les mécanismes radiosensibilisants des molécules sélectionnées basés sur leur interaction avec les EBE ; l'objectif est d'obtenir de nouvelles informations permettant de concevoir des radiosensibilisateurs plus efficaces et moins toxiques. La partie théorique traite des radiosensibilisateurs existants et leurs composés modèles du point de vue de l'interaction avec les EBE. La partie expérimentale combine des expériences d'attachement électronique en phase gazeuse et des calculs ab initio des affinités électroniques des molécules étudiées, des expériences de radiolyse pulsée en solution, ainsi que l'irradiation par microtron avec évaluation par la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire. Sur la base de l'étude des interactions avec les EBE (secondaires), le potentiel radiosensibilisant a été confirmé pour l'agent antiviral favipiravir ; une interaction significative a été prouvée pour le radiosensibiliseur chimiothérapeutique RRx-001, ainsi qu'une forte interaction des électrons solvatés avec les fullerénols comme une plate-forme radiosensibilisante destinée à la DCM
In concomitant chemoradiotherapy (CCRT), there is an effort to increase its effectiveness and alleviate toxicity for healthy cells. It may be achieved via synergism and targeted drug delivery (TDD). TDD is the selective drug transport to sites of interest, protecting healthy tissue from chemotherapeutic toxicity. The synergism, the highest chemoradioterapeutic effect, results from complex interactions between both treatment modalities, as the interaction of the radiosensitizing chemo-drug with secondary low-energy electrons (LEEs) arising in irradiated tissue. In light of that work focuses on the radiosensitization process to investigate the radiosensitizing potential and mechanisms of selected molecules based on interaction with LEE; there is an aim to obtain new information to design more effective radiosensitizers with lower toxicity. The theoretical part deals with existing radiosensitizers and their model compounds from the point of view of interaction with LEEs. The experimental part combines electron attachment experiments in the gas phase and ab initio calculations of electron affinities of studied molecules, pulse radiolysis experiments in solution, and microtron irradiation with NMR spectroscopic evaluation. Based on the study of interaction with (secondary) LEEs, the radiosensitizing potential was confirmed for the antiviral agent favipiravir; significant interaction was proven for radiosensitizing chemotherapeutic RRx-001 as well, so as a strong interaction of solvated electrons with fullerenols as a radiosensitizing carrier drug for TGM in CCRT
Konkomitantní chemoradioterapie je jedna z důležitých metod léčby rakoviny. Stále existuje snaha zvýšit její účinnost a udržet toxicitu pro zdravé buňky na snesitelné úrovni. Její největší výhodou je synergický efekt plynoucí z mnoha komplexních interakcí mezi oběma léčebnými přístupy (tzn. chemoterapie a radioterapie). Bylo ukázáno, že jednou z příčin synergismu může být interakce chemosložky (tzv. radiosensitizéru) se sekundárními nízkoenergetickými elektrony vznikajícími v hojném počtu během radiolýzy v ozářené tkáni. V této práci se zaměřuji na proces radiosensitizace s cílem prozkoumat radiosensitizační potenciál molekul a odhalit radiosensitizační mechanismy na bázi jejich interakce s nízkoenergetickými elektrony. Motivací této práce bylo získat nové informace pro návrh nových a více účinných radiosensitizérů s menší toxicitou. Práce sestává z teoretické a experimentální části. Teoretická část je postavena na rešerši již existujících radiosensitizérů a jejich modelových sloučenin z pohledu interakce s nízkoenergetickými elektrony. Experimentální část kombinuje experimenty elektronového záchytu v plynné fázi na dvou experimentálních zařízeních, experimenty pulsní radiolýzy v roztoku, dále ozařování na mikrotronu s NMR spektroskopickým vyhodnocením a ab-initio výpočty elektronových afinit studovaných molekul a jejích fragmentů. V této práci bylo studováno antivirotikum favipiravir, pro který jsme na základě interakce s nízkoenergetickými elektrony potvrdili jeho radiosensitizační potenciál. Také byl zkoumán mechanismus radiosensitizace již potvrzeného radiosensitizéru a zároveň chemoterapeutika RRx-001 z pohledu jeho možné interakce se sekundárními nízkoenergetickými elektrony, která byla v této práci potvrzena. Nakonec byla odhalena silná interakce solvatovaných elektronů s fullerenoly studovanými pro použití v rámci platformy, která by prokazovala citlivost na nízkoenergetické elektrony a užívala by se pro dodávání léků v rámci konkomitantní chemoradiační terapii

Nous proposons une methode de nitruration superficielle a basse temperature de films minces de silice par silicium (100). La nitruration superficielle est realisee en irradiant la surface de la silice avec des electrons de basse energie (3 ev-300 ev) en presence d'une faible pression d'ammoniac (p#n#h#310###4 mbar). Grace aux differentes analyses physico-chimiques de surface et de volume: aes, erosion ionique, spectroscopie de masse d'ions secondaires, spectrometrie ir-ft, nous avons pu mettre en evidence la realite de la nitruration et suivre la distribution de concentration d'azote dependant de l'energie des electrons incidents utilises pour la reaction de la densite de courant et de la pression du gaz d'ammoniac. Les mesures electriques entreprises par la methode de sonde a mercure revelent l'effet benefique d'un recuit h#2 post-nitruration (450c), reduisant la concentration des pieges crees sous irradiation. Cette etape une fois franchie, nous avons pu decoupler l'influence des parametres temperature (700c950c) et irradiation d'electrons de 3 ev rencontres dans un plasma faiblement ionise du reacteur uranos-cnet meylan. Ces electrons engendrent un taux de nitruration superficielle non negligeable meme a la temperature ambiante. L'elevation de la temperature (<950c) de l'echantillon active la reaction superficielle de ces electrons de faible energie avec la surface de sio#2 et favorise la migration de l'azote vers l'interface. Ces resultats nous ont permis de comprendre le role joue par les electrons de faible energie dans la reaction de nitruration plasma et le mecanisme de nitruration sous faisceau d'electrons de basse energie

Ce projet doctoral consiste en l’étude de la dynamique de l’interaction entre des ions multichargés et des dimères de gaz rare dans des collisions à basse énergie. Après capture d’un ou plusieurs électrons de la cible par le projectile, plusieurs états moléculaires ioniques peuvent être produits. Ces états vont ensuite relaxer en fragments chargés via plusieurs processus de dissociation. Expérimentalement, cette étude est réalisée en utilisant la technique COLTRIMS, particulièrement efficace puisqu’elle permet la détection en multi-coïncidence des fragments moléculaires et du projectile. Théoriquement, la dynamique de la collision est interprétée à l’aide d’un calcul classique basé sur le modèle de la barrière coulombienne mais adapté au traitement de cibles moléculaires tels que les dimères de gaz rares. Ce modèle s’est montré en bon accord avec les résultats expérimentaux, que ce soit en termes de production relative des différents processus de dissociation, ou en termes de dépendance angulaire entre l’orientation de la molécule et la direction du projectile diffusé. L’ensemble de ce travail a finalement permis d’établir une cartographie des processus dans le repère de la molécule cible et de mettre en évidence un nouveau processus de relaxation de l’ion moléculaire. Ce processus de relaxation est émetteur d’électrons de très basse énergie et pourrait avoir un rôle non négligeable dans l’estimation des dommages causés par impact d’ion
Within this thesis, the dynamics of collisions between low energy multi-charged ions and Van-der-Waals dimers is investigated theoretically and experimentally. During the interaction ion/dimer, electrons from the target can be captured by the projectile and produce ionic states of the dimer. These states will then relax into charged fragments via multiple dissociation processes. Experimentally, this study is performed by means of Cold-Target Recoil-Ion Momentum Spectroscopy, a powerful technique which allows the multi-coincidence detection of target ionic fragments and the projectile. Theoretically, the collision dynamics is investigated using a classical calculation based on the Coulombic Over-Barrier Model and adapted to treat diatomic molecules such as dimers. This model has shown good agreement with the experimental results, both in terms of relative production of the different dissociation processes, and in terms of angular dependence of the molecular orientation in respect with the scattered projectile direction. All of this work has finally enabled to provide, for the different processes, the two-dimensional probability maps p(b) in the molecular frame and to highlight a new relaxation mechanism of the molecular ion named Interatomic Coulombic Decay. This relaxation process is electron emitter of very low energy and could have a significant role in the assessment of damage caused by ion impact

Ce mémoire de thèse porte sur l'étude de la réactivité induite par les électrons de basse énergie (0-20 eV) dans les systèmes condensés. Ces électrons induisent dans ces systèmes la formation de fragments réactifs pouvant ensuite initier des réactions soit avec le substrat : c'est la fonctionnalisation de la surface, soit au sein même du film, ce qui conduit à la synthèse de nouvelles molécules. La première partie traite de la caractérisation et de la fonctionnalisation par des groupements organiques de la surface de diamant hydrogéné polycristallin. Il est en particulier montré que les électrons peuvent induire la chimisorption de groupements (CH2CN) après l'irradiation de deux monocouches d'acétonitrile CH3CN condensées sur le diamant, suivant une réaction, résonante à 2 eV pour laquelle un mécanisme est proposé. Cette étude ouvre ainsi la voie à l'utilisation des électrons de basse énergie comme vecteur de la fonctionnalisation contrôlée des surfaces. La deuxième partie concerne l'étude de la synthèse induite dans les glaces à basse température. Il est montré la formation de CO2 à partir de différents acides carboxyliques, ainsi que la synthèse de molécules plus complexes, comme l'acide aminé glycine à partir du film mixte CH3COOH:NH3 ou l'acide carbamique à partir du mélange CO2:NH3. Dans ces deux cas, un mécanisme de réaction est proposé. Cette étude montre que les électrons de basse énergie, présents en grand nombre en tant qu'électrons secondaires dans tout système condensé sous rayonnement ionisant (glaces interstellaires ou stratosphériques) peuvent jouer un rôle dans la chimie de ces milieux, en particulier dans la chimie prébiotique du milieu interstellaire.

Résumé : Il est généralement admis que les cassures double-brin (CDB) de l’ADN sont parmi les lésions les plus toxiques induites par les radiations ionisantes (RI). Les CDBs non ou mal réparées peuvent conduire à une instabilité génomique et à la mort cellulaire. La chimioradiothérapie concomitante est l’une des modalités la plus efficace pour le traitement de certains cancers surtout en stade avancé. Le rendement des CDBs a augmenté quand l’ADN a été irradié en présence de cisplatine avec des électrons de basse énergie (EBEs). Notre étude a pour objectif de réévaluer la contribution des CDBs et d’autres lésions induites par les RI dans la létalité cellulaire. L'effet des RI sur la fonctionnalité de l’ADN plasmidique modifié ou non de façon covalente par le cisplatine a été étudié par mesure de l'efficacité de transformation du plasmide dans E. coli. Les complexes cisplatine-ADN ont été préparés de telle sorte qu’il y avait en moyenne deux adduits de cisplatine par plasmide tel que mesuré par ICP-MS. Nos échantillons ont été irradiés en solution avec des doses croissantes de rayonnements gamma (137Cs). La présence de cisplatine a augmenté la formation des CDBs par un facteur de 2.6 par comparaison avec l'ADN non modifié. Malgré cette augmentation, le rendement des CDBs reste très faible et ne peut pas expliquer la perte de fonctionnalité observée. Alors que, les dommages multiples localisés (LMDS) (non-DSB cluster damage) donnant naissance à des CDBs sous l’action des enzymes de réparation la formamidopyrimidine [fapy]-DNA glycosylase (Fpg) et l’endonuclease III (Nth) où leur rendement a été augmenté d’un facteur de 2.1 lorsque l’ADN a été irradié en présence de cisplatine, ont pu expliquer la perte de fonctionnalité observée. Ces résultats suggèrent que le cisplatine peut agir, non seulement comme un agent chimiothérapeutique, mais aussi comme un radiosensibilisateur efficace par addition d’autres lésions à l’ADN. Aussi, pour la première fois nous avons pu évaluer l’effet des EBEs sur la létalité cellulaire. Des films d'ADN ont été préparés en utilisant la méthode d’adsorption douce sur un substrat de graphite pyrolytique, en présence de 1,3- diaminopropane (Dap[indice supérieur]2+) et ont été irradiées avec des EBEs 10 eV. Nous avons pu conclure, qu’en plus des CSBs, CDBs et des dommages de base, les EBEs sont capables aussi d’induire des LMDS (non-DSB cluster damage) et induire la perte de fonctionnalité de l’ADN. Le rendement des CDBs est très faible d’où ils n’ont pas pu expliquer la perte de fonctionnalité de plasmide observée, après irradiation avec les EBEs. Le rendement très faible des LMDS (non-DSB cluster damage) ne peut pas expliquer la perte de fonctionnalité de l’ADN. Il semble que les EBEs sont capables d’induire des dommages très proches les uns des autres et qui ne peuvent pas être révélés par les enzymes de réparation Fpg et Nth. Plus les dommages sont proches les uns des autres, plus leur réparation est difficile, car une de ces lésions peut inhiber la réparation de l’autre la plus proche. // Abstract : It is generally accepted that DNA double-strand breaks (DSB) are among the most toxic lesions induced by ionizing radiation (IR). Unrepaired or misrepaired DSB can lead to genomic instability and cell death. It is known that concomitant chemoradiation therapy is one of the most preferred methods for the treatment of certain cancers especially in advanced stage. The yield of DSBs was increased when DNA was irradiated with low energy electron (LEEs). The aims of our study was to reassess the contribution of DSBs and other lesions induced by indirect and direct effect of IR in cell lethality. The effect of IR on the DNA functionality of the plasmid modified covalently with cisplatin was studied by measuring the transformation efficiency of the plasmid in E. coli. Cisplatin-DNA complexes were prepared such that there was an average of two cisplatin adducts per plasmid as measured by ICP-MS. Aqueous solutions of the samples were irradiated with 137Cs [gamma]-rays at various doses. Gel electrophoresis analysis shows that cisplatin enhances, by a factor of 2.6, the formation of DSB by [gamma]-rays relative to those in unmodified DNA. Despite this increase, the yield of DSBs is very low and cannot explain the loss of functionality observed after transformation with plasmids modified with cisplatin. While locally multiple damaged sites (LMDS) revealed by repair enzymes Fpg (Formamidopyrimidine [fapy]-DNA glycosylase) and Nth (Endonuclease III) as DSB (nonDSB cluster damage), where their yield was increased by a factor of 2.1 when DNA was irradiated in the presence of cisplatin were able to explain the observed loss of DNA functionality. These results suggest that cisplatin may act not only as a chemotherapeutic agent, but also as an effective radiosensitizer by addition of other DNA lesions. For the first time, we could also evaluate the effect of low energy electrons (LEEs) on DNA functionality. Highly ordered DNA films were prepared on pyrolytic graphite by molecular self-assembly using 1,3-diaminopropane ions (Dap[superscript]2+) to bind together the plasmids and irradiated with LEE (10 eV). We concluded that in addition to CSBs, DSBs and base damage, LEEs induced the formation of non-DSB cluster damage and also induced the loss of DNA functionality under LEE irradiation. The yields of DSBs and of non-DSB cluster damage are too low and so one unable to explain the loss of DNA functionality. It seems that LEEs are able to induce a high complex damage that cannot be revealed by repair enzymes Fpg and Nth. The high complex damage is difficult to repair possibly because the repair of one lesion, may inhibit the repair of another.

Il a été démontré que les électrons de basse énergie (EBE) peuvent induire des cassures simple brin (CSB) à l'ADN, via la formation d'anions transitoires qui décroissent par attachement dissociatif, ou dans d'autres états électroniques dissociatifs menant à la fragmentation. Afin d'effectuer une étude complète des effets des électrons de basse énergie sur la matière biologique, il est nécessaire de comprendre leur mécanisme d'interaction non seulement avec l'ADN, mais avec les constituants de son environnement. Les histones sont une composante importante de l'environnement moléculaire de l'ADN. Leur charge positive leur permet de s'associer aux groupements phosphate anionique de l'ADN. Le rôle principal de ces protéines basiques consiste à organiser l'ADN et l'empaqueter afin de former la chromatine. Les cations sont une autre composante importante de la cellule; ils jouent un rôle dans la stabilisation de la conformation B de l'ADN in vitro par leurs interactions avec les petits et grands sillons de l'ADN, ainsi qu'avec le groupement phosphate chargé négativement. Avec les histones, ils participent également à la compaction de l'ADN pour former la chromatine. Cette étude a pour but de comprendre comment la présence d'ions organiques (sous forme de Tris et d'EDTA) à proximité de l'ADN modifie le rendement de cassures simple brin induit par les électrons de basse énergie. Le Tris et l'EDTA ont été choisis comme objet d'étude, puisqu'en solution, ils forment le tampon standard pour solubiliser l'ADN dans les expériences in vitro (10mM Tris, 1mM EDTA). De plus, la molécule Tris possède un groupement amine alors que l'EDTA possède 4 groupements carboxyliques. Ensemble, ils peuvent se comporter comme un modèle simple pour les acides aminés. Le ratio molaire de 10 :1 de Tris par rapport à l'EDTA a pour but d'imiter le comportement des histones qui sont riches en arginine et lysine, acides aminés possédant un groupement amine chargé positivement additionnel. Des films d'ADN de différentes épaisseurs, possédant entre 0 et 32 ions organiques/ nucléotide, ont été irradiés avec des électrons de 10eV. Les dommages induits par les électrons, sous forme de cassures, ont été détectés par électrophorèse. Nous avons démontré que le rendement de cassure simple brin diminuait de façon dramatique en fonction du nombre d'ions organiques/ nucléotide. Aussi peu que 2 ions organiques/ nucléotide sont suffisant pour décroître le rendement de SSB de 70%. Cet effet radioprotecteur est en partie expliqué par l'augmentation de l'épaisseur des films, mais surtout par la modification du champ électrique à proximité de l'ADN, due à l'ajout de molécules chargées positivement. La modification du champ électrique près de l'ADN altère les paramètres de résonance comme le temps de vie de l'anion transitoire et la limite de dissociation, qui influent directement sur la section efficace d'attachement dissociatif. L'effet protecteur peut également être expliqué par la restauration des bases anioniques déshydrogénées induites par l'attachement dissociatif de l'électron sur une base (G(-H)[indice supérieur -]). Ce sont les molécules Tris qui, en transférant un atome d'hydrogène ou un proton, restaurent les bases déshydrogénées et inhibent par le fait même la formation de cassures simple brin. Ces résultats indiquent que les histones peuvent également participer à la réparation de dommages précoces induits à l'ADN avant qu'elles ne mènent à des dommages encore plus nocifs et difficiles à réparer, comme les cassures simples brins.

The major objective of our group is to understand the mechanism of DNA damage induced by secondary low-energy electrons (LEE) arising from ionizing radiation and its relationship to radiosensitization and radiotherapy. Prof. Sanche has developed a novel low-energy electron irradiation system in which a relatively large area of thin films of DNA constituents can be irradiated with mono-energetic electrons under ultra high vacuum. This permits the irradiation of target DNA and the formation of sufficient degraded material to allow for chemical analysis (HPLC, GC/MS, and LC/MS/MS) of products remaining on the target surface, so as to elucidate the mechanism of LEE-induced DNA damage. My project focuses on simple systems, in which small DNA components nucleosides (dThd), nucleotides (pT, Tp, pTp), oligonucleotides (TT and TTT) and modified oligonucleotides (T5BrUT) are exposed to low-energy electrons, and the subsequent reactions are studied by chemical analysis of the products. My studies revealed three mechanisms of LEE-induced fragmentation reactions in DNA: 1) the terminal phosphate group has a larger cross-section in LEE-induced DNA damage; 2) initial LEE capture and subsequent bond breaking within the intermediate anion depend on the sequence and electron affinity of the bases; and 3) at 10 eV, one electron might induce double events. This study provides a chemical basis for the formation of DNA strand breaks by the interaction of LEE with DNA.

Dans la premiere partie, nous presentons une methode originale permettant une determination precise de l'energie de non charge des isolants en microscopie electronique a balayage. Elle est basee sur l'etude de la variation du potentiel de la surface d'un isolant induite par un depot de charges. Elle utilise pour cela l'analyse des spectres energetiques des electrons secondaires reemis. De plus, elle permet un acces qualitatif au rendement de charge. Elle est appliquee avec succes a divers oxydes de silicium ainsi qu'a des resines lithographiques. Les resultats obtenus sont correles avec d'autres methodes utilisees en metrologie et une generalisation de theories existant dans la litterature. Dans la deuxieme partie, dans le cas de composants mos, nous caracterisons divers processus technologiques a partir des densites de charge d'oxyde de grille et d'etats d'interface induites par les irradiations aux electrons basse ou moyenne energie. Les composants sont issus de technologies a lithographie optique et a faisceau d'electrons, a un et deux niveaux de metal. Un comportement original est observe sur des transistors a canal p a un niveau de metal. Il s'agit d'une deformation de la caracteristique de transfert avec la dose d'electrons incidents et d'une augmentation de la transconductance. Ce phenomene est interprete et modelise comme la mise en serie, sous l'effet de l'irradiation electronique, de plusieurs transistors. Les simulations realisees a partir d'un modele a une dimension sont en excellent accord avec l'experience. Nous avons de plus, mis en evidence, sur des composants a deux niveaux de metal, les effets de sur-irradiation en cours de processus technologique

Un des principaux buts du domaine de la radiobiologie est de donner une description complète des effets de la radiation ionisante (RI) sur les cellules vivantes et sur l'organisme humain, en analysant la séquence des événements par lesquels les radiations modifient un système biologique. Ce sont tout d'abord les événements ultrarapides (10[indice supérieur -15] -10[indice supérieur -12]s) qui initient tout le processus de modification (dommage). Les études présentées dans ce mémoire portent sur ce type d'évènement durant l'irradiation de l'acide désoxyribonucléique (ADN). Ce choix est dicté par l'importance de l'ADN qui est la structure cible causant la létalité cellulaire. Les électrons de basse énergie (EBE) représentent un élément très important en sciences des radiations, surtout en ce qui concerne les phénomènes ultrarapides (de l'ordre de la femtoseconde (fs)) se produisant lors de l'impact de la radiation sur le milieu biologique. En effet, suite à l'impact du rayonnement ionisant (RI) sur l'ADN, des électrons appelés électrons secondaires (ES) sont arrachés de la cible. Il a été montré, lors d'études récentes, que l'énergie la plus probable de ces ES est de 9-10 eV et qu'ils portent en majorité une énergie inférieure à 25 eV (Pimblott et La Verne, 2007). En plus, dans une cellule irradiée, il y a environ 10 5 produits secondaires (PS) par 1 MeV d'énergie déposée (Pimblott et La Verne, 1995 ; Sanche, 2005), et parmi ces PS, il y a environ 4x10[indice supérieur 4] ES. Il est donc pertinent, voire nécessaire, d'étudier l'effet des ES de basse énergie sur l'ADN. Des études de ce genre ont été plusieurs fois réalisées auparavant. Cependant, les molécules neutres, qui pourtant ont un rôle très important dans le dommage à l'ADN, ne sont pas assez étudiées par rapport aux ions par exemple. L'effet sur des monocouches autoassemblées ("Self Assembled Monolayers" : SAM) d'oligonucléotides (ODN) simple brin chimisorbés sur un substrat d'or a été étudié par spectrométrie de masse des espèces neutres désorbées suite à l'impact électronique. Les SAM sont bombardées à haut courant (10[indice supérieur -6] Amp) et dans une chambre à hyper vide (10[indice supérieur -9] Torr) avec des électrons ayant une énergie de 3 à 25 eV, grâce à un canon collimé magnétiquement. Nos résultats montrent que les EBE ont des effets directs et indirects sur l'ADN. Ces effets semblent être principalement des cassures de brin. Il n'y a pas eu observation de molécules de sucre ou de fragments contenant du phosphore ou encore de bases d'ADN entières. Cependant, nous observons la formation de nouvelles (pour ce type d'expériences) molécules neutres. La section efficace absolue est obtenue à partir de la pression partielle absolue des molécules neutres. Nos résultats montrent qu'en plus des mécanismes résonnants tels que l'attachement dissociatif d'électron (ADE), des excitations non résonantes (dissociations directes) sont à l'origine du dommage à l'ADN. Et les courbes de section efficace obtenues pour la majorité des molécules neutres ont la même allure que les courbes de section efficace de cassure simple brin obtenues par Cai et al. (2006). D'autre part, avec la proximité de notre substrat d'or, les rendements de désorption de fragments neutres ont pu être réduits (Rowntree et al., 1996) et par conséquent les dommages pourraient s'avérer plus importants dans le milieu biologique. Nous avons aussi suggéré quelques mécanismes de formation des molécules neutres. Les EBE ont des effets importants sur l'ADN et ces effets dépendent de l'environnement et de la topologie moléculaire de l'ADN (Abdoul-Carime et al., 2000). L'importance de ces effets implique l'action des EBE en radiobiologie et en radiothérapie.