Dissertations / Theses: 'Molecular spectroscopie'

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Kaszub, Wawrzyniec. "Photo-induced phase transitions in molecular materials." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S030.

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Abstract:

The main purpose of this Ph. D. Thesis is to study the photo-induced transformations by a laser pulse in molecular materials. The results have been obtained thanks the use of pump-probe optical techniques. This required innovative experimental developments, including first attempts with a single shot technique. In the spincrosover family of molecular materials, in which light may induce the switching from a non magnetic to a magnetic state, for the first time we followed the transformation dynamics over ten decades in time scale, from 100 femtoseconds to a millisecond. It reveals that the process follows a complex pathway from molecular to material scale through a sequence of steps. A charge transfer organic compound, which exhibits an insulatior-to-metal phase transition, has also been investigated. A dynamics implying several coherent optical phonon modes has been clearly observed. The behaviour as a function of laser pulse intensity and temperature shows that the state photo-induced from the insulating phase differs from the metallic phase at thermal equilibrium. The newly developed single shot set-up proved able of recording changes upon an irreversible transformation, for instance inside a hysteresis regime. This set has been tested by observing photo-induced damages of a thin gold layer
L'objectif principal de ce travail de thèse de doctorat est l'étude de transformations photo-induites par un pulse laser dans des matériaux moléculaires. Les résultats ont été obtenus grâce à l'utilisation de techniques optiques pompe-sonde. Ceci a nécessité des développements expérimentaux innovants, incluant des premières tentatives de techniques « single shot ». Dans un matériau à transition de spin, où la lumière peut induire la commutation d'un état non magnétique à un état magnétique, nous avons pu suivre pour la première fois la dynamique de la transformation sur plusieurs ordres de grandeurs en temps, de 100 femtosesecondes à la milliseconde. Ceci a permis de montrer que le processus se produit en plusieurs étapes successives, de l'échelle de la molécule à celle du matériau. Un composé organique à transfert de charge, qui présente une transition métal-isolant, a aussi été étudié. Une dynamique mettant en jeu plusieurs modes de phonons optiques cohérents a clairement été observée. Le comportement en fonction de l'intensité du pulse laser et de la température permet de conclure que l'état photo-induit à partir de la phase isolant diffère de la phase métallique observée à l'équilibre thermique. La mise en place du nouveau montage optique « single shot » va permettre d'observer des changements d'état irréversible, comme dans un régime d'hystérèse. Ce montage a été testé en observant le comportement non thermique d'une couche mince d'or

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Gromova, Olga. "High resolution molecular spectroscopy of the sulfur-containing XY2 type molecules." Dijon, 2010. http://www.theses.fr/2010DIJOS090.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous avons effectué des spectres d'absorption à haute résolution de H2S, D2S, HDS et SO2 enregistrés pour la première fois ou avec une meilleure précision expérimentale que les spectres antérieurs. Nous avons développé une méthode originale de "global fitting" qui nous a permis l'analyse de 22 bandes vibrationnelles soit un total de 9700 transitions rovibrationnelles pour la molécule de D2S. Nous avons appliqué cette méthode à des molécules de symétrie CS, en particulier tout le spectre rovibrationnel de la molécule HDS a été analysé. La méthode SPGF est appliquée aux molécules triatomiques H2S, D2S, HDS. Une procédure originale permettant l'identification des bandes très peu intenses a été mise au point pour la première fois et appliquée aux bandes chaudes de la molécule SO2. Le formalisme U(p+1) est adapté aux molécules triatomiques non linéaires de symétrie C2v et les paramètres d'un Hamiltonien vibrationnel sont déterminés dans le cas de la molécule D2S
In this thesis, we analyzed the high resolution absorption molecular spectra of H2S, D2S, HDS and SO2 registered for the first time or with better experimental characteristics as compared with those registered before. For the first time in the practice of rotation-vibrational spectroscopy in the frame of the developed method of "global fitting" the analysis of 22 bands (as a whole more than 9700 rotation-vibrational lines) of D2S molecule is realized. This method of "global fitting" is developed with regard to molecules of Cs symmetry ; on this basis a simultaneous analysis of all the known up to the present rotation-vibrational spectra of HDS molecule is realized. The SPGF method is applied to the three-atom molecules H2S, D2S, HDS. An original procedure of the identification of very weak lines is developed for the first time and practically realized for the example of "hot" lines of SO2 molecule. U(p+1) formalism is adapted to the three-atom non-linear molecules of C2v symmetry and the parameters of a vibrational Hamiltonian is developed in the case of the D2S molecule

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Burkart, Johannes. "Optical feedback frequency-stabilized cavity ring-down spectroscopy - Highly coherent near-infrared laser sources and metrological applications in molecular absorption spectroscopy." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY045/document.

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Abstract:

La spectroscopie d'absorption moléculaire est un outil incontournable non seulement pour la physique fondamentale et la métrolgie mais aussi pour des domaines aussi divers que les sciences environnementales, la planétologie ou l'astrophysique. Ces dernières années, des techniques spectroscopiques qui exploitent l'amplification résonnante d'interaction entre lumière laser et molécules dans une cavité optique ont fourni des détectivités exceptionnelles sur l'axe d'absorption, tandis que l'axe de fréquence des spectromètres n'atteignait généralement pas le même niveau de précision.Dans cette thèse, nous avons répondu à ce défi en développant la spectroscopie en cavité par temps de déclin stabilisée en fréquence par rétroaction optique (OFFS-CRDS en anglais). Cette nouvelle technique présente une combinaison unique de stabilité et résolution fréquentielles sub-kHz, d'un niveau d'intensité lumineuse intra-cavité de l'ordre du kW/cm^2, d'une detectivite de 2 x 10^(−13) cm^(−1)Hz^(-1/2) limitée par le bruit de photons, et d'une limite de détection de 8.4 x 10^(−14) cm^(−1) sur une plage spectrale étroite. Ces performances inédites sont dues à l'asservissement de la cavité spectroscopique à un laser balayé en fréquence par modulation à bande latérale unique et stabilisé par rétroaction optique avec une cavité en V de réference ultrastable. Pour transférer la cohérence de ce laser sub-kHz à des lasers plus bruiteux dans d'autres gammes spectrales à travers un peigne de fréquence optique, nous avons exploré une nouvelle méthode de clonage de phase par une correction anticipative à large bande passante et démontré une erreur résiduelle de phase de 113 mrad. En appliquant l'OFFS-CRDS à la spectroscopie du CO2 à 1.6 μm, nous avons obtenu un spectre large bande avec une dynamique de 8 x 10^5, et nous avons déterminé douze fréquences de transition absolues avec une exactitude de l'ordre du kHz en mesurant des Lamb dips sub-Doppler en absorption saturée avec un dispositif équipé d'un peigne de fréquence. Par ailleurs, nous avons procédé à une analyse détaillée des sources d'erreurs systematiques en CRDS et nous avons déduit une formule analytique pour le déclin de cavité non-exponentiel dans un régime faiblement saturé qui est susceptible de contribuer à de futures mesures de moments de transition dipolaire indépendantes de la concentration. Nos résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour des applications métrologiques de l'OFFS-CRDS, comme par exemple l'étude de profils de raie poussés, la mesures de rapports isotopiques et la spectroscopie d'absorption saturée extensive dans le proche infrarouge
High-precision molecular absorption spectroscopy is a powerful tool for fundamental physics and metrology, as well as for a broad range of applications in fields such as environmental sciences, planetology and astrophysics. In recent years, spectroscopic techniques based on the enhanced interaction of laser light with molecular samples in high-finesse optical cavities have provided outstanding detection sensitivities on the absorption axis, while the spectrometer frequency axis rarely met as high precision standards.In this thesis, we addressed this challenge by the development of Optical Feedback Frequency-Stabilized Cavity Ring-Down Spectroscopy (OFFS-CRDS). This novel technique features a unique combination of sub-kHz frequency resolution and stability, kW/cm^2-level intracavity light intensity, a shot-noise limited absorption detectivity down to 2 x 10^(−13) cm^(−1)Hz^(-1/2), as well as a detection limit of 8.4 x 10^(−14) cm^(−1) on a narrow spectral interval. This unprecedented performance is based on the tight Pound-Drever-Hall lock of the ring-down cavity to a single-sideband-tuned distributed-feedback diode laser which is optical-feedback-stabilized to a highly stable V-shaped reference cavity. To transfer the coherence of this sub-kHz laser source to noisier lasers in other spectral regions through an optical frequency comb, we have explored a novel high-bandwidth feed-forward phase cloning scheme and demonstrated a residual phase error as low as 113 mrad. Applying OFFS-CRDS to the spectroscopy of CO_2 near 1.6 μm, we obtained a broadband spectrum with a dynamic range of 8 x 10^5 and retrieved twelve absolute transition frequencies with kHz-accuracy by measuring sub-Doppler saturated absorption Lamb dips with a comb-assisted setup. Furthermore, we have performed a comprehensive analysis of systematic error sources in CRDS and derived an analytic formula for the non-exponential ring-down signal in a weakly saturated regime, which may contribute towards future concentration-independent transition dipole moment measurements. Our results open up promising perspectives for metrological applications of OFFS-CRDS, such as advanced absorption lineshape studies, isotopic ratio measurements and extensive saturated absorption spectroscopy in the near infrared

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Gromova, O. V. "High resolution molecular spectroscopy of the sulfur-containing XY2 type molecules." Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00534459.

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Abstract:

Dans cette these, nous avons effectue l'analyse des spectres d'absorption a haute resolution de H2S, D2S, HDS et SO2 enregistres pour la premiere fois ou avec une meilleure precision experimentale que les spectres anterieurs. Nous avons developpe une methode originale de "global ftting" qui nous a permis l'analyse de 22 bandes vibrationnelles soit un total de 9700 transitions rovibrationnelles pour la molecule de D2S. Nous avons applique cette meme methode a des molecules de symmetrie Cs, en particulier tout le spectre rovibrationnel de la molecule HDS a ete analyse. La methode SPGF est appliquee aux molecules triatomiques H2S, D2S, HDS. Une procedure originale permettant l'identication des bandes tres peu intenses a ete mise au point pour la premiere fois et appliquee aux bandes chaudes de la molecule SO2. Le formalisme U(p+1) est adapte aux molecules triatomiques non lineaires de symmetrie C2v et les parametres d'un Hamiltonien vibrationnel sont determines dans le cas de la molecule D2S.

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Grenier, Benjamin. "Spectroscopie théorique : description des effets de la température sur les paramètres de résonance magnétique nucléaire." Thesis, Aix-Marseille, 2017. http://www.theses.fr/2017AIXM0494/document.

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Abstract:

- Notre objectif est de pouvoir définir une méthodologie théorique qui permet de simuler les spectres de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) en prenant en compte les effets de la température, afin de proposer une aide à l’interprétation des résultats expérimentaux plus pertinente.- Pour traiter la description des effets de la température sur les paramètres de RMN, nous avons étudiés les azacalixarènes, qui sont des oligomères cycliques d’unités phénol reliées entre elles par des ponts azotés. Ces molécules ont une forme de calice d’où leur nom de azacalixarènes. Par cette cavité ces molécules peuvent capter différents types de composés et sont utilisées dans le domaine de la chimie hôte-invité.- Une grande variété de substituants peut être fixée sur ces azacalixarènes. Expérimentalement on peut suivre facilement les effets des variations de structures au niveau des propriétés physico-chimiques par la RMN.- C’est pourquoi, dans un premier temps, nous nous avons étudié la description géométrique des azacalixarènes en fonction de différents substituants et de différentes isoméries à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité, donc sans prise en compte de la température. - Enfin, nous avons simulé les paramètres de RMN de ces systèmes en utilisant la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité. Ceci pour calculer le spectre RMN des azacalixarènes à l’état fondamental.- Enfin, en effectuant des simulations de dynamique moléculaire, en utilisant la Mécanique Moléculaire, nous avons pu prendre en compte les effets de la température. Nous avons pu simuler les paramètres de RMN de ces systèmes en prenant désormais en compte les effets de la température
- Our objective is to define a theoretical methodology, which allows to simulate the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectra taking into account the temperature effects, in order to propose a help to the interpretation of the more relevant experimental results.- To deal with the description of the temperature effects on the NMR parameters, we have studied azacalixarenes, which are cyclic oligomers of phenol units linked together by nitrogen bridges. These molecules have a calyx shape, hence their name azacalixarenes. By this cavity these molecules can capture different types of compounds and are used in the host-guest chemistry field.- A wide variety of substituents can be attached to these azacalixarenes. Experimentally, one can easily follow the structure variations effects, at the level of physicochemical properties by NMR.- For this reason, we first investigated the geometric description of azacalixarenes as a function of different substituents and different isomers using the Density Functional Theory, so without taking into account the temperature. - Then, we simulated the NMR parameters of these systems using the Density Functional Theory. This is to calculate the azacalixarenes NMR spectrum in the ground state.- FInally, by performing molecular dynamics simulations using Molecular Mechanics, we were able to take into account the temperature effects. We were able to simulate the NMR parameters of these systems taking now into account the effects of temperature

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Angelova, Gergana. "Dissociative recombination of hydrocarbon and other molecular ions." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S023.

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Abstract:

Dans cette thèse, la recombinaison dissociative des ions moléculaires poly atomiques a été étudiée en utilisant l'anneau de stockage ASTRID à l'Université d'Aarhus, Danemark et de l'appareillage débordant de post décharge en écoulement avec spectromètre de masse et de sonde de Langmuir (FALP-MS) à l'Université de Rennes 1, France. Des rapports de branchement de recombinaison dissociative pour les ion hydricarbures avec trois et quatre atoms de carbon sont rapportés et des formes isomériques possibles des ions à l'étude sont discutées. La recombinaison dissociative dion de tetrafluoromethane à été étudiée en utilisant la technique de post décharge en écoulement avec spetromètre de masse et de sonde de Langmuir (FALP-MS) et le coefficient de recombinaison mesuré (300K) est rapporté. Cette thèse se compose d'une brève introduction et d'une description des deux tehniques employées pour exécuter les expériences, une discussion des résultat expérimentaux et des conclusions

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Kumar, Vishant. "Fragmentation dynamics and geometrical arrangement of diatomic molecular clusters." Thesis, Normandie, 2019. http://www.theses.fr/2019NORMC245.

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Abstract:

L'analyse d'une expérience cinématiquement complète de collision ion-agrégats permet d'accéder à la dynamique de la dissociation des agrégats ionisés. Les cibles en phase gazeuse permettent d'étudier l'agrégat dans un environnement simple et de déterminer ses propriétés intrinsèques - en dehors de l'état condensé. De petits agrégats van der Waals de N2 et CO sont produits dans l'expansion supersonique d'un jet gazeux et irradiés par un faisceau d'ions multichargés de basse énergie produit par l'installation ARIBE/GANIL. Grâce à notre dispositif expérimental COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy), il est possible de mesurer en coïncidence les vecteurs d'impulsion 3D des fragments chargés résultant de la collision. Nous avons effectué une expérience pour étudier la dynamique de fragmentation et la géométrie des dimères et trimères de N2 et CO en utilisant un faisceau projectile Ar9+ à une énergie de 15 qkeV. Suite à une multiple capture électronique, la cible subit une dissociation en deux ou trois corps. Pour les voies à trois corps, deux processus distincts ont été identifiés dans lesquels les liaisons van der Waals et covalente se rompent simultanément ou séquentiellement. De plus, la technique d'imagerie par explosion coulombienne a été utilisée pour déterminer la structure tridimensionnelle des dimères moléculaires N2 et CO et des trimères. Nous avons observé que les molécules de N2 et CO sont orientés perpendiculairement à l'axe du dimer dans une configuration planaire (H) ou non-planaire (X) et que les trimères (N2)3 et (CO)3 présentent une géométrie en forme de triangle équilatéral
The analysis of a kinematically complete ion-cluster collision experiment provides insight in the dynamics of the ionized cluster dissociation. The gas phase targets allow to study the cluster in a simple environment and to determine their intrinsic properties for further condensed states. Small van der Waals clusters of N2 and CO are produced in the supersonic expansion of a gas jet and irradiated by a low energy highly charged ion beam produced by the ARIBE/GANIL facility. Using our experimental set-up COLTRIMS (COLd Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) it is made possible to measure in coincidence the 3-D momentum vectors of the charged fragments resulting from the collision. We have performed experiment to investigate the fragmentation dynamics and geometry of N2 and CO dimers and trimers using a projectile beam Ar9+ with the 15 qkeV energy. Following multiple electron capture, the target undergoes two or three body dissociation. For three body channels, two distinct processes have been identified in which the van der Waals and covalent bond breaks either simultaneously or sequentially. Additionally, the Coulomb explosion imaging technique has been used to determine the three dimensional structure of the N2 and CO molecular dimers and trimers. We found that the N2 and CO molecules sit perpendicularly to the dimer axis in a planar (H) or non-planar (X) configuration and that (N2)3 and (CO)3 trimers exhibit an equilateral triangular geometry

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Tran, Vu. "Towards High Precision Spectroscopy of Hydrogen Molecular Ions H2+ and HD+ : theory and experiment." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066621.

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Abstract:

This thesis is devoted to the theoretical and experimental study of high precision spectroscopy in the hydrogen molecular ion H+2 and HD+. The main objective of these researches is to provide a stringent test of molecular quantum electrodynamics (QED) calculations, and obtain an improved determination of the ratio of the proton and electron masses mp~me. After a general introduction in chapter 1, the chapter 2 of this thesis explains how to produce state-selected H2+ ions using resonance-enhanced multiphoton ionization (REMPI) method and describes the designs of a new ion source. The theoretical calculations show that at least 87% of the ions H2+ produced by (3+1) REMPI method via intermediate C1piu v=0;L=2 of H2 are in the rovibrational state v=0;L+=2. This new ion source is very important to increase the signal-to-noise ratio in H2+ spectroscopy. The experimental part describes the setup of a new laser system at 303 nm to perform the photoionization, and the design of a system to transfer H2+ ions into a linear Paul trap. Chapter 3 of thesis is a theoretical study of the feasibility of quasi-degenerate twophoton spectroscopy of HD+ ion in the Lamb-Dicke regime. This work provides a new method to overcome the Doppler-broadening that occurs in single-photon spectroscopy. With the proposed method, the first-order Doppler shift is completely suppressed and an accuracy level at 10?14 is possible
Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de la spectroscopie à haute résolution des ions hydrogène moléculaire H2+ et HD+. L'objectif principale de ces recherches est de tester les calculs d'électrodynamique quantique (QED) dans le domaine moléculaire, et d'obtenir une nouvelle détermination du rapport des masses du proton et de l'électron mp/me. Après une mise en perspective au chapitre 1, le chapitre 2 de la thèse explique comment produire des ions H2+ sélectionnés en état interne par photodissociation multiphotonique résonante et décrit les dispositifs expérimentaux nécessaires pour faire cette expérience. La partie théorique montre que les ions produits par REMPI à 3+1 photons via l'état intermédiaire C1piu v=0;L=2 de H2 sont au moins 87% dans l'état v=0;L+= 2. Cette nouvelle source d'ions sélectionnés en état interne est très importante pour augmenter le rapport signal sur bruit de la spectroscopie de H2+. La partie exprimentale décrit la mise en oeuvre d'un laser à 303 nm pour effectuer la photodissociation et aussi la conception du système d'optique ionique pour transférer les ions dans un piège de Paul quadrupolaire. Le chapitre 3 de la thèse est une étude théorique sur la faisabilité de la spectroscopie de HD+ sans effet Doppler avec deux photons presque dégénérés, dans le régime de Lamb-Dicke. Ce travail fournit un moyen d'améliorer la spectroscopie à un photon de HD+ qui est aujourd'hui limitée par l'élargissement Doppler. Avec la méthode proposée, l'élargissement Doppler du premier ordre est supprimé complètement et nous montrons que les mesures peuvent atteindre le niveau de précision de 10^-14

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Richter, Philipp. "FUV absorption spectroscopy of interstellar molecular hydrogen towards the Magellanic clouds /." Aachen : Shaker, 1999. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37739235j.

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Abstract:

Dissertation--Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät--Bonn--Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität, 1999. Titre de soutenance : FUV spectroscopy of interstellar molecular hydrogen towards the Magellanic clouds.
FUV = far ultraviolet. Bibliogr. p. 83-85.

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Schneider, Julia. "Characterisation of Single and Multibubble Cavitation Through Analysis of Molecular, Atomic and Ionic Line Emissions." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20011.

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Abstract:

La cavitation acoustique (formation, croissance et effondrement de bulles de gaz dans un liquide soumis aux ultrasons) est à l'origine de réactions chimiques (sonochimie) via la génération de conditions extrêmes lors de l'effondrement des bulles. Des températures de 103-104K et des pressions de l'ordre de 1000 atm sont atteintes au cœur des bulles [1]. Dans ces conditions, les liaisons chimiques des molécules volatiles présentes dans les bulles peuvent être rompues, formant, dans le cas de solutions aqueuses, des radicaux OH et H. Par ailleurs, l'effondrement violent des bulles de cavitation peut être accompagné par l'émission de lumière, sonoluminescence (SL), qui est le sujet d'étude de ce travail. Cette émission lumineuse est formée d'un continuum, de l'UV au proche IR, similaire à l'émission d'un corps noir, sur lequel peuvent se superposer des lignes d'émission atomiques ou moléculaires.On distingue deux types de SL: la SL mono-bulle (SBSL) et la SL multibulle (MBSL). En général, les spectres de MBSL se différencient de ceux de SBSL par la présence de lignes d'émission (d'atomes alcalins, de radicaux hydroxy… [2]), si bien que les mécanismes d'émission ainsi que la nature des conditions à l'intérieur des bulles lors de leur effondrement ont longtemps été considérés comme différents pour les systèmes mono- et multi-bulles. Un pont a été érigé entre les deux systèmes par le travail de Liang et al. [3] qui mit en évidence les conditions expérimentales permettant l'apparition de lignes dans le spectre de SBSL. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail était de comparer les émissions de SBSL (27 kHz) et MBSL à haute et basse fréquences (20, 203, 607 kHz) pour différentes solutions aqueuses. Un sonoréacteur monobulle a été développé, dans lequel la température, la nature et la pression de gaz dissous ainsi que la pression acoustique sont contrôlés. Les électrolytes étudiés étaient : NaCl et les chlorures de lanthanides luminescents Ce3+, Tb3+, Eu3+ et Gd3+. Ces derniers peuvent être excités soit par absorption de photons dans l'UV soit par collisions avec des particules énergétiques [4].Dans la première partie de ce travail, les conditions à l'intérieur d'une monobulle lors de son effondrement ont été estimées via un fit du continuum par l'équation de Planck du corps noir. Les températures du corps noir obtenues sont de l'ordre de 104K, en accord avec des études précédentes. Elles sont indépendantes de la présence de NaCl et de la pression acoustique alors que l'intensité de SL y est très sensible. Les résultats obtenus remettent en question l'utilisation du modèle du corps noir en SL. Des lignes d'émission atomique et moléculaire se superposent parfois au continuum de SL : en MBSL, et en SBSL dans certaines conditions particulières (pression d'argon suffisante, faible pression acoustique) [3, 5]. Ce travail met en évidence la similarité entre la forme de l'émission de OH en SBSL et en MBSL à 20kHz, ce qui indique des conditions intrabulles très proches dans les conditions expérimentales étudiées [6]. En SBSL sous 70mbar d'Ar, l'intensité des lignes diminue lorsque la pression acoustique augmente, jusqu'à leur disparition dans le continuum. Cette évolution peut apparaître comme un lien entre SBSL et MBSL.Par ailleurs, cette étude confirme que la concentration en sodium à l'interface bulle-liquide, qui peut être enrichie par l'utilisation d'un contre-ion tensioactif, est le paramètre clé de l'observation de l'émission du sodium en SBSL, suggérant que l'excitation du sodium a lieu soit à l'interface de la bulle, soit en son cœur, après injection de gouttelettes. La seconde partie de cette étude concerne l'effet de la fréquence ultrasonore et de la puissance acoustique sur l'intensité de luminescence des ions lanthanides en MBSL. La luminescence des ions Tb3+, Ce3+ et Eu3+ est ainsi observée. La comparaison des rendements de SL et de photoluminescence indique qu'à l'exception de Ce3+, l'excitation par photons est min
The importance of acoustic cavitation, i.e., the formation, growth and collapse of gaseous cavities in liquid exposed to ultrasound, in sonochemistry is based on the generation of extreme conditions upon bubble collapse. Temperatures and pressures inside the collapsing bubble are approximated to reach 104 K and 1000 atm, respectively [suslick-1999]. Under such conditions chemical bonds of the solvent vapour or volatile solutes present in the bubble core are easily cleaved, which in the case of aqueous systems, leads to the formation of chemically reactive OH and H radicals. These primary radicals either recombine leading to chemiluminescence, or diffuse into solution, where they are liable to react with other species. Of particular importance in this work is the light emission that accompanies cavitation, termed sonoluminescence (SL). This emission is a broad continuum ranging from 200nm to 900 nm, resembling the emission of a blackbody, which can be superimposed with atomic or molecular emission lines comparable to bremsstrahlung. It is necessary to distinguish two forms of SL, single-bubble (SBSL) and multibubble (MBSL). In general, MBSL spectra differ from SBSL spectra in that they contain emission lines, e.g., from alkali atoms or hydroxyl radicals [matula-1995]. Consequently, it was, until recently considered that the mechanisms of light emission, and the nature of the bubble interior upon collapse were fundamentally different for the single and multibubble systems. Considering that MBSL is a cloud of single bubbles a bridging theory is desired.With this background the objective of the present work was to conduct a comparative spectroscopic analysis of SBSL, driven at 27 kHz, and MBSL generated from low and high ultrasonic frequencies (20, 203 and 607 kHz) of aqueous electrolyte solutions. Therefore a single bubble sonoreactor was developed, where the temperature, gas content and type, as well as the acoustic pressure could be controlled. The electrolytes of choice were: sodium chloride and chlorides of the luminescent lanthanide ions, Ce3+, Tb3+, Eu3+ and Gd3+, which can be excited by UV light absorption and collisions with energetic particles [kulmala-1995]. In the first part of this work the conditions upon bubble collapse were approximated by fitting the broad-band continuum of SBSL spectra of water with 70 mbar of argon and a 0.5 M NaCl solution with 70 mbar of argon using Planck's law of blackbody radiation. The obtained blackbody temperatures are in the range of 104 K, which is in good agreement with previous studies, but with the discrepancy of being independent of the presence of NaCl and the acoustic pressure, whereas the SL intensity increased by a factor of more than 10 upon increased acoustic pressure. The different trends followed by SL intensity and blackbody temperatures question the blackbody model. Another observation questioning the blackbody model is the appearance of atomic and molecular emission lines in MBSL and as recently observed also in SBSL [liang-2007, young-2001]. The present work proofed that the key factors for line emission in SBSL are small amounts of argon and low acoustic pressure. Moreover, the work revealed that the shape of the OH• radical emission is very similar to that in MBSL spectra, indicating the strong similarity of intrabubble conditions in MBSL and SBSL under certain experimental conditions [schneider-2011]. An increase of the acoustic pressure caused the continuum to overlap the lines until they become indistinguishable giving the usually in SBSL observed featureless continuum. This advance is a big step toward bridging the gap between SBSL and MBSL. Furthermore this study reveals that the concentration of the sodium ion at the interface of a single bubble can be enriched with a surface active counterion and the concentration is crucial for the observation of the sodium line in SBSL, suggesting that excitation of sodium either takes place at the interface of the

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Mothe, Emilien. "Spectroscopie de plasma induit par laser appliquée à la détection de résidus d'explosifs." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22134.

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La menace d’attaques terroristes reste omniprésente dans de nombreux lieux à forte fréquentation. Une technique capable de détecter les substances explosives est donc nécessaire pour traiter au mieux cette menace. Initié par le Ministère de la Défense et la Direction générale de l’Armement, le projet REI ExploLIBS a pour but d’étudier le potentiel de la spectroscopie de plasma induit par laser à détecter les résidus d’explosifs. Des études expérimentales et théoriques sont menées par Bertin Technologies en collaboration avec le laboratoire LP3 – UMR 6182. L’ablation de polymères sous différentes atmosphères a permis de caractériser l’évolution spatio-temporelle de l’émission des molécules CN et C2. Le rayon d’émission, la température et la décroissance de l’intensité sont reliés au processus de formation des molécules. L’analyse complémentaire par le calcul de la composition du plasma en équilibre thermodynamique local permet de mettre en évidence la présence de molécules en fortes concentrations dans le plasma difficiles à visualiser en spectroscopie optique. Ces études ont abouti au développement d’une sonde portable dédiée à la détection des explosifs. Le taux de détection est évalué à plus de 90% et le taux de faux positif inférieur à 5%. La limite actuelle de sensibilité est estimée à 55 µg.cm-2
The threat of terrorist attacks remains omnipresent in many high traffic sites. A technique capable of detecting explosives is needed to best address this threat. Initiated by the Ministère de la Défense and the Direction Générale de l’Armement, the project REI ExploLIBS aims to explore the potential of laser-induced breakdown spectroscopy to detect explosive residue. Experimental and theoretical studies are carried out by Bertin Technologies in collaboration with the LP3 laboratory – UMR 6182. The ablation of polymers under different atmospheres permits to characterize the spatial and temporal evolution of the emission of the CN and the C2 molecules. The radius of emission, the temperature and the decrease of the intensity are related to the formation process of the molecules. The additional analysis by the calculation of the composition of the plasma in local thermodynamic equilibrium reveals the presence of molecules in high concentrations in the plasma that are difficult to visualise in optical spectroscopy. These studies led to the development of a portable sensor dedicated to the detection of explosives. The detection rate is estimated at over 90% and the false positive rate below 5%. The current sensitivity limit is estimated at 55 µg.cm-2

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Berezkin, Kirill. "High-resolution infrared spectroscopy of the CH2 = CD2 molecule." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK044/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous avons considéré les spectres de la molécule CH2=CD2. Dans la partie expérimentale, nous avons enregistré des spectres infrarouges à haute résolution (~ 0,0025 cm-1) et fait une attribution complète des transitions enregistrées. Nous avons pu assigner pour la première fois un grand nombre de transitions des combinaisons peu intenses υ4+υ10, υ4+υ7 et de l'harmonique 2υ10; de bandes interdites par symétrie υ4, υ7+υ10, υ8+υ10; et des bandes «chaudes» υ7+υ10–υ10 et υ8+υ10–υ10. Pour la première fois, plus de 7000 transitions inconnues des bandes fondamentales υ2, υ3, υ6, υ7, υ8, υ10, υ12 et de l'harmonique 2υ7 ont été assignées. Sur la base de la théorie des opérateurs de perturbation et des propriétés de symétrie de la molécule étudiée, nous avons construit un hamiltonien effectif puis ajusté les énergies vibrationnelles expérimentales de quatorze états vibrationnels. De cette étude, il a résulté un écart-type pour l'ajustement d'environ (1,7–2,5)×10−4 cm−1 pour diverses régions spectrales. Nous avons également mesuré les valeurs expérimentales des intensités et des demi-largeurs et avons calculé les paramètres du moment dipolaire effectif et des coefficients d'auto-élargissement de la molécule CH2=CD2
In this thesis we have considered spectra of the CH2=CD2 molecule. In the experimental part we recorded high-resolution (~ 0.0025 cm-1) infrared spectra and made full assignment of the recorded transitions. We were able to assign for the first time a lot of transitions to the weak combinations υ4+υ10, υ4+υ7 and 2υ10 overtone; forbidden due to the symmetry υ4, υ7+υ10, υ8+υ10; «hot» υ7+υ10–υ10 and υ8+υ10–υ10 bands. More than 7000 previously unknown transitions were assigned to the fundamental bands υ2, υ3, υ6, υ7, υ8, υ10, υ12 and 2υ7 overtone. On the base of operator perturbation theory and the symmetry properties of the studied molecule, we constructed an effective Hamiltonian and then fitted experimental ro-vibrational energies of fourteen vibrational states. As a result, rms-deviation of the fit was about (1.7–2.5)×10−4 cm−1 for various spectral regions. We measured also experimental values of intensities and halfwidths and calculated parameters of effective dipole moment and self-broadening coefficients of the СH2=СD2 molecule

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Ngo, Ngoc Hoa. "Profil spectral des raies d’absorption de la vapeur d'eau pour l'étude de l'atmosphère de la terre par télédétection." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1134.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse est consacré aux études théorique et expérimentale du profil spectral des raies d'absorption de la vapeur d'eau, une espèce clé dans l'atmosphère de la Terre. Le but de ce travail est de proposer une approche générale permettant de modéliser précisément la forme des raies d'absorption de H2O.La première partie de cette thèse porte sur la mesure des paramètres spectroscopiques de H2O pur et de H2O dans l'air dans l'infrarouge proche en utilisant un système de diode laser à cavité externe et la technique de spectroscopie d'absorption directe. Différents modèles de profil spectral existants sont utilisés pour ajuster les spectres mesurés. Les résultats montrent que le profil de Voigt habituel mène à de larges différences avec les spectres mesurés et qu'il est nécessaire de prendre en compte à la fois les changements de vitesse et les dépendances en vitesse des paramètres collisionnels pour décrire correctement le profil spectral. Dans la deuxième partie, une nouvelle modélisation du profil spectral de H2O est proposée. Le modèle développé est basé sur des résultats obtenus à partir de simulations de dynamique moléculaire et de calculs semi-classiques. Ce modèle tient compte à la fois des effets de changements de vitesse dus aux collisions et des dépendances en vitesse des paramètres collisionnels. En particulier, nous avons montré qu'il est important, pour H2O, de prendre en compte la corrélation entre les changements de la vitesse et ceux de l'état interne. Le modèle proposé est en très bon accord avec des spectres de H2O (H2O/H2O, H2O/N2 et H2O/Air) mesurés par différentes techniques et pour de larges gammes de pression et domaine spectral. En raison de sa complexité et de son temps de calcul élevé, l'utilisation du nouveau modèle est difficile dans des applications pratiques telles que les calculs de transfert radiatif. Dans la troisième partie, ce nouveau modèle est donc utilisé comme une référence afin de tester les différentes approches simplifiées existantes. Les résultats montrent que le modèle pCqSDHC (partially-Correlated quadratique-Speed-Dependent Hard-Collision) est le plus adapté pour modéliser le profil spectral des raies isolées de H2O, mais aussi d'autres systèmes moléculaire. Il permet en effet un très bon compromis entre la précision et l'efficacité demandée dans des applications pratiques
This work is devoted to a theoretical and experimental study of the spectral shape of isolated transitions of water vapor, a key species of the Earth atmosphere. The purpose of these studies is to develop an accurate line-shape model taking into account different velocity effects affecting the spectral shape of H2O lines. In the first part of this thesis, spectroscopic line parameters of pure H2O and H2O diluted in air have been measured using an external cavity diode laser and a long-path absorption cell. Different existing line-shape models have been used to adjust the measurements. The results show that the widely-used Voigt profile leads to large differences with measured spectra and that it is necessary to take into account both the velocity changes and speed dependence effects to correctly model H2O line shapes. The second part of this work is devoted to the development of a new line-shape model, based on the results obtained from classical molecular dynamics simulations and semi-classical calculations. Both collision-induced velocity changes and speed dependence effects are taken into account by this model. Furthermore, we also show that the correlation between velocity changes and internal-state changes has to be accounted for to correctly describe H2O line shapes. Spectra of pure H2O, H2O in N2 and in air, calculated with the new model are in excellent agreement with those measured by different techniques and for large ranges of pressure and spectral domain. Its complexity and its large computational cost make the new model difficult to use for practical applications such as atmospheric radiative transfer. It is thus used, in the third part, as a “benchmark” in order to test different simplified line profiles and then to choose the proper one to fit measured spectra and to be used for atmospheric spectra prediction. The results show that the pCqSDHC (partially-Correlated quadratic-Speed-Dependent Hard-Collision) model is the most adapted to represent the line shape of H2O, but also of other molecules. This model offers a very good compromise between accuracy and computation efficiency and can be easily used in different practical applications

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Profantova, Barbora. "Molecular mechanisms of DNA regulatory segment recognition by mads box family transcription factors." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066436/document.

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Abstract:

Cette thèse concerne les propriétés physico-chimiques des " Boîtes MADS ", séquences de liaison de facteurs de transcription déterminantes pour la formation de complexes avec des segments de régulation de l'ADN comportant des séquences spécifiques nommées " Boîtes CArG ". Des études ont aussi été menées sur certains segments bien choisis des Boîtes MADS et quelques-uns de leurs analogues mutés. Un large choix d'approches spectroscopiques a été employé pour ces études : absorption électronique, dichroïsme circulaire, fluorescence et diffusion Raman. Des approches performantes d'analyse multivariée ont été utilisées pour le traitement des résultats expérimentaux. Les trois tyrosines de la Boîte MADS, situées dans des environnements de charge et d'hydrophobicité différents, ont été utilisées comme marqueurs spectroscopiques intrinsèques. Les principaux résultats de ce travail concernent les caractéristiques de structures, flexibilités et équilibres acido-basiques de la Boîte MADS et de ses différents segments
The thesis deals with physico-chemical properties of the MADS box, binding domain of transcription factors, which are important for the formation of complexes with the DNA regulatory segment bearing the CArG box. The study was performed also on model oligopeptides, selected segments of the MADS box and their analogues with a point mutation. A wide range of spectroscopic techniques was employed, namely absorption, circular dichroism, fluorescence and Raman spectroscopies. Advanced approaches including multivariate methods were used for data processing. The three tyrosines of the MADS box located in amino-acid vicinities of different charge and hydrophobicity, were used as intrinsic spectroscopic probes. The obtained characteristics of the MADS box and its segments structural arrangement, flexibility and acid-base equilibria are the main results of the work

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Bahn, Emanuel. "Molecular diffusion on surfaces of carbon materials : Spectroscopic and theoretical studies." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY055/document.

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Abstract:

Cette thèse de doctorat porte sur ma recherche doctorale sur la diffusion moléculaire sur des surfaces de matériaux carbonés. Ces travaux de recherche ont été effectuées sous forme d'études de spectroscopie neutronique et d'hélium. Des modèles théoriques ont été développés pour l'analyse et l'interprétation des données expérimentales.Dans une première partie, la méthode de croissance épitaxiale d'une couche de graphène sur une surface (111) d'un cristal de nickel est décrite. Basés sur des études de spectroscopie à écho de spin d'hélium, des modèles d'adsorption et de diffusion d'eau et de benzène sur la surface de graphène sont ensuite élaborés. L'objectif est de décrire précisément la structure de l'adsorbât et la diffusion moléculaire sur la surface.Dans une deuxième partie des études portant sur la diffusion d'hydrogène moléculaire adsorbé dans un aérogel de carbone, dans un carbone poreux, et dans un graphite exfolié sont présentés. Les résultats expérimentaux de spectroscopie neutronique temps-de-vol nous permettent d'établir le rapport entre la mobilité des molécules d'hydrogène et les propriétés spécifiques aux matériaux de carbone
This thesis presents my PhD work about molecular diffusion on surfaces of carbon materials. The main research has been undertaken in the form of neutron and helium spectroscopy studies and theoretical models have been developed for an interpretation of experimental data.In the first part, the growth procedure of an epitaxial graphene layer on the (111) surface of a nickel crystal is described and the adsorption and diffusion of water and of benzene on the graphene surface are discussed. Results from helium spin-echo spectroscopy studies are presented with the aspiration to obtain a detailed qualitative and quantitative description of the structure of the adsorbate and the molecular diffusion on the surface.In the following chapters, the diffusion of molecular hydrogen adsorbed in carbon aerogel, in a novel porous carbon D-96-7, and in exfoliated graphite is discussed, based on results from neutron time-of-flight spectroscopy. The aim is a detailed understanding of the connection between porosity, surface chemistry, and the molecular diffusion

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Snell, Kristen E. "Photochromic molecular materials for the controlled organization of nanoparticles." Nantes, 2014. http://www.theses.fr/2014NANT2044.

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Abstract:

Les travaux effectués portent sur la synthèse et les études de petites molécules azoïques aptes à former des matériaux auto-assemblés stables pour organiser des nanoparticules de manière photomécanique ou chimique. Tout d’abord, une famille de molécules azoïques de type donneur-accepteur différant par leur polarité, leur hydrophobicité et leur encombrement a été synthétisée et caractérisée. Des études de dichroïsme linéaire infrarouge modulé en polarisation et des mesures de biréfringence ont mis en exergue une orientation des composés azoïques moléculaires façonnés sous forme de films minces, dix fois plus rapide que celle observée pour des polymères fonctionnalisés par des entités azoïques. L’aptitude des films minces photochromes à réaliser des transports de matière sous illumination interférentielle a été exploitée pour aligner des nanoparticules sur les sommets et dans les creux des reliefs photoinscrits. Par ailleurs, des nanosphères ont été fabriquées par nanoreprécitation des molécules synthétisées. De manière intéressante, elles présentent des rendements de conversion intermédiaires entre ceux en solution et en film mince. Des structures hybrides coeur-coquille ont été générées en recouvrant de nanoparticules d’or les nanosphères azoïques comportant des fonctions soufrées terminales. Des études par microscopie Raman ont prouvé la grande cohésion entre le matériau azoïque et les nanoparticules azoïques grâce à l’apparition d’effets SERS. De tels assemblages, obtenus selon une approche inversée, représentent le premier exemple de nanoparticules hybrides photochromes comportant une densité élevée en unités photoactives
The reported work deals with the synthesis and the studies of small azo molecules amenable to form stable self-assembled materials and organize nanoparticles photomechanically or chemically. Firstly, a series of push-pull azo molecules with distinct polarity, hydrophobicity and steric crowding has been synthesized and characterized. Polarisation modulation infrared linear dichroism spectroscopy and birefringence measurements have evidenced that the molecular azo dyes processed as thin films orientated ten times quicker than similarly reported azo functionalized polymer. The ability of the resulting photochromic thin films to undergo periodic bulk mass transfer under interferential illumination was exploited to align polystyrene nanoparticles in the crests or in the troughs of the photowritten reliefs. Secondly, nanospheres have been obtained out of the synthesized molecules using the nanoreprecitation method. Interestingly, they exhibit photoconversion yields intermediate between those in free-constraint solutions and in thin films. Core-shell hybrid structures have been generated by coating sulfur-terminated azo nanospheres with gold nanoparticles. Stiff cohesion between the azo material and gold nanoparticles was proved by Raman microscopy showing SERS effects. Such assemblies, following a reverse architecture, represent the first example of photochromic hybrid nanoparticles with a high payload of photoactive units

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Gallo, Erik. "Modification of the electronic structure of catalytic active transition-metal centers upon molecular adsorption : an XAS/XES study." Thesis, Rennes 1, 2013. http://www.theses.fr/2013REN1S054/document.

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Abstract:

Le travail de thèse "Modification of the electronic structure of catalytic active metal centres upon adsorption of molecules : a XAS and XES study" porte sur l'étude de la structure électronique des métaux de transition utilisés dans les catalyseurs par les techniques spectroscopiques d'absorption et d'émission de rayons durs (rayonnement synchrotron). Il s'agit, en particulier, d'utiliser les avancées dans les techniques spectroscopiques des rayons X pour l'étude des matériaux nanostructurés en conditions in situ. Le premier chapitre de la thèse, "X-Ray Spectroscopy: an Overview", présente brièvement les techniques spectroscopiques disponibles sur la ligne de lumière ID26 de l'Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (en anglais European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Grenoble), où toutes les mesures présentées dans ce travail ont été effectuées. Dans le deuxième chapitre, "Study of the Electronic structure of the Ti-sites in TS-1 using X-ray spectroscopy", est décrite la caractérisation électronique des centres de Ti en TS-1, qui est un important catalyseur, employé dans de nombreuses usines à travers le monde. Nous montrons que la combinaison des techniques spectroscopiques d'absorption et d'émission des rayons avec des calculs de mécanique quantique permet d'obtenir des informations importantes sur la structure électronique des centres de Ti dans des conditions in situ. Le troisième chapitre, “Identification of the Ti-Ligands in a Silica Supported Ziegler-Natta Catalyst by X-Ray Emission Spectroscopy", présente l'étude d'un catalyseur (une variante du catalyseur Ziegler-Natta), qui affiche un degré élevé/important de désordre chimique. L'utilisation de la théorie fonctionnelle de la densité des états (DFT) pour l'interprétation des données expérimentales a permis de développer des modèles possibles pour l'environnement d'un ligand Ti. Le quatrième chapitre, "Observing the dd-Excitations in CPO-27-Ni using Resonant Inelastic X-ray Scattering", conclut la partie principale de la thèse. Il présente un exemple d'utilisation de la diffusion inélastique des rayons X (RIXS) en chimie pour la détermination des excitations du champ cristallin des ions Ni dans l'oxyde de nickel et d'une cage organique autour d'un Ni métallique (CPO-27-Ni). Le chapitre explique brièvement les différentes approches théoriques qui peuvent être utilisées pour l'interprétation des caractéristiques spectrales. De plus, l'adsorption de molécules sonde, comme le CO sur les centres de Ni en CPO-27-Ni, est discutée sur la base des données expérimentales RIXS. Le dernier chapitre synthétise les résultats obtenus et indique des perspectives futures. Enfin, dans les annexes sont reportés les dispositifs expérimentaux développés dans le cadre du travail de thèse pour des mesures résolues en temps, ainsi que le curriculum vitae et les publications du candidat
The purpose of this research project was to apply advanced X-ray based spectroscopic techniques for investigating the electronic structure of transition metals within catalysts and molecular sieves under in-situ conditions. Thus, the first chapter of the thesis, "X-Ray Spectroscopy: an Overview " briefly presents the spectroscopic techniques available at ID26, beamline of the European Synchrotron Radiation Facility (Grenoble) where all the measurements reported in this work have been obtained. In the second chapter, "Study of the Electronic structure of the Ti-sites in TS-1 using hard X-ray spectroscopy", it is reported the electronic characterization of the Ti centres in titanium silicalite-1 (TS-1), that is a relevant catalyst employed in industrial plants worldwide. The chapter shows that the combination of X-ray absorption and X-ray emission spectroscopy with quantum mechanical calculations is effective to obtain important insights on the electronic structure of the Ti-centres under in-situ conditions. The third chapter entitled “Identification of the Ti-Ligands in Silica Supported Ziegler-Natta Catalyst by X- Ray Emission Spectroscopy" presents the study of a variant of the Ziegler-Natta catalyst. The chapter discusses the interpretation of the valence emission lines within the theoretical framework provided by the density functional theory (DFT) and proposes possible models for the Ti-ligand-environment. The fourth chapter, entitled "Observing the dd-Excitations in CPO-27-Ni using Resonant Inelastic X-ray Scattering", concludes the main part of the thesis. It presents the application of resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) for obtaining the crystal field excitations of the Ni ions within nickel oxide and within a Ni- metal-organic-framework (CPO-27-Ni). The chapter briefly describes the different theoretical approaches that can be used for the interpretation of the spectral features and discusses the adsorption of probe molecules like H2O, CO and H2S on the Ni centres of CPO-27-Ni. The last chapter (Chapter five) drawn a series of conclusions concerning the performed investigations and indicates possible future research directions. In Appendix A entitled "Pump and Probe Time Resolved Experiments at ID26" it is reported the description of the experimental setup co-developed and co-realized by the candidate for time resolved experiments. The appendix also accounts for the scientific outcome of the performed pump and probe measurements. The curriculum vitae and the publications list of the candidate are respectively reported in Appendix B and C

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Roche, Julien. "High-pressure effects on proteins and the volume change upon unfolding." Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20262/document.

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Abstract:

Afin de lever le mystère centenaire qui entoure l'origine du changement de volume associé au dépliement des protéines globulaires, nous avons constitué une collection de 10 mutants du variant hyperstable de la SNase, ∆+PHS. Chacune de ces mutations a été conçue pour créer une nouvelle cavité ou agrandir une cavité existante au sein de la protéine. Dans un premier temps, nous avons analysé comment l'environnement structural local conditionne l'adaptation à la mutation. Les expériences de fluorescence sous haute pression ont montré un accroissement systématique de la différence de volume entre les états replié et déplié pour les 10 variants par rapport à ∆+PHS. Ce résultat majeur, qui s'ajoute à une étude récente démontrant que les effets d'hydratation ne contribuent pas de manière significative au changement de volume, démontre sans ambiguïté que la différence de volume entre les états replié et déplié est principalement due à la présence de cavités internes dans la structure native des protéines. Les mesures par RMN des changements de volume ont permis d'établir une cartographie des effets de la pression à l'échelle du résidu et d'identifier les intermédiaires de repliement peuplant le paysage énergétique. En analysant les cinétiques de dépliement, nous avons finalement pu caractériser les conséquences de ces mutations sur les états de transitions de la SNase
To solve the century-old question of the origin of the volume change upon unfolding for globular proteins, we built up a collection of 10 mutants of the hyperstable variant of SNase, ∆+PHS. Each of these mutations was designed to create a cavity or to enlarge a naturally occurring cavity in the protein core. We first analyzed how the local structural environment determines the adaptation to the mutation. The high-pressure fluorescence experiments showed a systematic increase of the volume difference between the folded and unfolded states for the 10 variants, compared to ∆+PHS. This major result, in addition to a recent study demonstrating that the hydration effects do not provide any significant contribution to the volume changes, clearly demonstrates that the volume difference between the folded and unfolded states is predominantly due to the presence of internal cavities in the native structure. NMR measurements of the volume change allowed a mapping of the pressure effects on a residue scale and the identification of the folding intermediates populating the free-energy landscape. By analyzing the unfolding kinetics, we finally characterized the consequences of these mutations on the transition state ensembles of SNase

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Bouchet, Aude. "Étude des propriétés chiroptiques de cryptophanes hydrosolubles lors de l’encapsulation de molécules invitées." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14344/document.

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Abstract:

Les cryptophanes constituent une famille de molécules chirales qui comportent une cavité dans laquelle elles peuvent accueillir des espèces invitées de taille et de nature variables (halogénométhanes, xénon, cations). Nous nous sommes intéressés aux propriétés d’encapsulation présentées par trois espèces solubles dans l’eau : le cryptophane-A hexa-hydroxyle, le cryptophane-A penta-hydroxyle et le cryptophane-A hexa-acide carboxylique. La chiralité de ces systèmes a été utilisée pour en étudier les propriétés de complexation au moyen de techniques chiroptiques : la polarimétrie, le dichroïsme circulaire électronique (ECD) et le dichroïsme circulaire vibrationnel (VCD), cette dernière technique étant associée à des calculs de chimie théorique. Les effets de différents paramètres, tels que le pH de la solution et la nature des contre-ions, sur la complexation de molécules invitées ont été analysés. Les modifications conformationnelles induites sur les cryptophanes lors de l'encapsulation ont également été déterminées. De plus, des propriétés d'énantiodiscrimination de ces cryptophanes hydrosolubles énantiopurs vis-à-vis de petites molécules invitées chirales ont été mises en évidence. Enfin, ces cryptophanes ont montré une affinité exceptionnelle pour le cation césium Cs+ en solution aqueuse. Ces deux derniers résultats permettent d’envisager des applications intéressantes de ces systèmes en chromatographie chirale d’une part, et en chimie de l’environnement pour la détection de césium radioactif d’autre part
Cryptophanes derivatives are a family of chiral molecules containing a cavity which enables them to encapsulate guest species with variable size and nature (halogenomethanes, xenon, cations). We have been interested in the encapsulation properties of three different water soluble cryptophanes: hexa-hydroxyl cryptophane-A, penta-hydroxyl cryptophane-A and hexa-carboxylic acid cryptophane-A. The chirality of these systems have been exploited to study their complexation properties using chiroptical techniques: polarimetry, electronic circular dichroism (ECD) and vibrational circular dichroism (VCD), the latter being associated with theoretical calculations. The effects of different parameters such as the pH of the solution and the nature of the counter-ions on the complexation of guest molecules have been analyzed. The conformational changes induced on the cryptophanes upon encapsulation have been also determined. In addition, enantiodiscrimination properties of these enantiopure water soluble cryptophanes toward small chiral guest molecules have been evidenced. Finally, these cryptophanes have shown an exceptional affinity for the cesium cation Cs+ in aqueous solution. These last two results allow to consider interesting applications of these systems in chiral chromatography and environmental chemistry, in particular for the detection of radioactive cesium, respectively

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Labiad, Hamza. "Transfert d'énergie rotationnelle lors des collisions de CO-Ar et CO-H₂ à très basses températures pour des applications astrophysiques." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1S147/document.

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Abstract:

Cette thèse a été effectuée au sein de l’Institut de Physique de Rennes, et qui porte sur le transfert d’énergie rotationnelle lors des collisions de CO-Ar et CO-H2 à très basses températures pour des applications astrophysiques. Comprendre la constitution du milieu interstellaire (MIS), son évolution et ses propriétés physiques telles que la température et la densité, nécessite la connaissance de l’efficacité des collisions atomiques et moléculaires. Cette thèse expérimentale a été motivée par cet objectif. Le MIS et plus particulièrement les nuages moléculaires froids sont caractérisés par des températures très basses atteignant ~ -260 °C. Afin de reproduire ces conditions, on a utilisé la technique CRESU (Cinétique des Réactions en Ecoulement Supersonique Uniforme). Deux systèmes de collisions ont été étudiés : CO-Ar et CO-H2 pour leur impact dans les modèles astrophysiques (dits aussi modèles de transfert radiatifs). Une technique spectroscopique IR-VUV (Infrarouge-Ultraviolet dans le vide) en double résonance à base de lasers pulsés a été utilisée pour la détection et le diagnostic de l’efficacité des collisions et la détermination les constantes de collisions. Les résultats expérimentaux obtenus (pour la première fois) ont été comparés à des prédictions basées sur des calculs théoriques très avancés de mécanique quantique. Un très bon accord a été obtenu, ce qui a permis de tester et valider ces calculs théoriques d’un côté, et aussi de pouvoir fournir des constantes de collisions robustes qui vont être utilisées par les astrophysiciens pour modéliser et déterminer les propriétés physiques du MIS, ainsi qu’interpréter les spectres astrophysiques obtenus par des télescopes ou des satellites
In the quest to understand the universe, astrophysicists observe and make models for astrophysical objects in the sky. The interstellar medium, ISM, in particular is of central importance since it represents the matter that exists in the space between stars in a galaxy, and in which stars and planets form. Understanding it, its constituents and its evolution and characteristics requires the quantification of several chemical and physical processes, including collision processes. In this work, we used the CRESU technique to reproduce very cold environments of astrophysical media, in particular dense molecular clouds in the ISM. We studied experimentally rotational energy transfer, RET, resulting from inelastic collisions at very low temperatures using a pump-probe laser-based spectroscopic technique for the purpose of measuring constants quantifying collisions. Two types of constants were determined: the first are total removal constants of RET resulting from a specific rotational quantum state to all possible final rotational quantum states, and the second are more detailed information consisting in rate constants from a specific rotational quantum state to another specific rotational quantum state, so-called state-to-state rate constants. Two experiments have been performed involving Carbone monoxide molecule, CO, as a target molecule of collisions. The first involves argon, Ar, as a projectile atom, and the second molecular hydrogen, H2, as a projectile molecule. Both collisional systems play an important role in a wide range of areas including gas-phase phenomena and astrophysical applications. In the first experiment, we investigated collisions between CO and Ar, from 293 K down to 30 K. IR-VUV double resonance technique has been exploited to measure, directly for the first time, absolute values of total removal and state-to-state constants of collisions. The experimental results have been compared to theoretical predictions based on a diatom-atom model of collision, where very good agreement was observed. In the second experiment, we investigated collisions between CO and H2 (the most abundant molecules in the ISM) from 293 K down to 5.5 K focusing on the very low temperatures of dense molecular clouds in the ISM. For the first time, total removal and state-to-state constants have been measured and compared to theoretical predictions of a highly accurate diatom-diatom model of collisions, where excellent agreement was observed. The results obtained in this thesis served to validate theoretical models of molecular collisions, helping the continuous efforts for pushing the frontiers of theoretical models. In the astrophysical side, the obtained collisional constants will be taken into account in modeling of many astrophysical media

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Negrerie, Michel. "Etude par spectroscopie raman des conformations et interactions moleculaires dans la membrane postsynaptique." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066551.

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La conformation moleculaire des lipides et des proteines est etudiee par spectroscopie de diffusion raman. La spectroscopie raman permet de decrire la structure secondaire du recepteur cholinergique et la position de certains acides amines aromatiques. Etude de la structure d'une neurotoxine. L'influence de deux modifications chimiques portant sur les acides amines conserves dans la sequence des neurotoxines. La conformation structurale de l'acetylcholine esterase est egalement abordee

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Puglisi, Alessandra. "Ab-initio study of x-ray spectroscopy of molecular ions." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066257/document.

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Abstract:

La signature spectroscopique des ions moléculaires est fondamentale pour l'étude et la caractérisation de plasma en astrophysique et en laboratoire. Différentes techniques peuvent être utilisées pour caractériser ces plasmas parmi lesquelles la spectroscopie de photoélectrons induits par rayons X et la photo-absorption X. L'objectif de cette thèse est la simulation des spectres de photo-absorption au seuil L (2p) des ions moléculaires de silicium SiHn+ (n= 1, 2, 3) et au seuil K (1s) des ions moléculaires de l'oxygène OHn+ (n=1, 2) et du carbone CHn+ (n= 1, 2) produits lors d'une décharge plasma. Nous avons développé différents protocoles numériques permettant de calculer les spectres d'absorption aux seuils K et L en combinant des méthodes de structures électroniques et de propagation de paquet d'ondes. Les optimisations de géométrie et le calcul des seuils d'ionisation (IP) sont obtenus en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). Les effets de relaxation électronique due à la formation d'un trou en couche interne sont pris en compte au niveau SCF (convergence de la fonction d'onde électronique à N-1 électrons). Les surfaces d'énergie potentielle (PES) et les moments de transition dipolaires sont calculés à un niveau Post-HF (Interaction de configurations, CI). L'introduction explicite du couplage spin-orbite à l'aide de l'opérateur Breit-Pauli est utilisée pour l'étude du processus d'excitation au seuil L du silicium. Les spectres théoriques calculés pour les différentes molécules étudiées présentent un accord raisonnable avec les mesures expérimentales. La présence d'états électroniques métastables produits lors de la décharge plasma est discutée
Molecular ions cover important roles in study and characterization of astrophysical and laboratory plasma. To this purposes, different spectroscopic techniques are used among which we found the X-ray photoelectron spectroscopy and the X-ray photoabsorption spectroscopy. This PhD work is focused on the calculation of X-ray photoabsorption spectra of molecular ions of silicon, carbon and oxygen XHn+ (X= Si, C, O; n= 1, 2, 3). The former is excited on the L (2p) shell while the others on the K (1s) shell produced in plasma discharged. We developed numerical protocols which permits to compute with reasonable precision the K and L-shell photoabsorption spectra combining electronic structure and nuclear wavepacket propagation methods. The optimization of the geometries and the calculation of the ionization potentials (IP) are carried out using the density functional theory (DFT). The relaxation effects due to the core hole creation are taken into account at the self-consistent field (SCF) level. The potential energy surfaces (PES) and the dipole moment transitions are computed at the post Hartree-Fock (configuration interaction, CI) level. The spin-orbit coupling effect are explicitly taken into account through the Breit-Pauli operator. The theoretical results have been compared with the experimental data and they allow the interpretation of the experimental bands

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Jonušas, Mindaugas. "Study of photo-induced and radical reactions between CH4 and NH3 : astrochemical applications." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS048/document.

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L'eau joue un rôle fondamental dans la photochimie du milieu interstellaire (MIS), à travers la formation d'espèces très réactives comme OH. Les radicaux OH peuvent par la suite interagir avec d'autres molécules hydrogénées pour reformer H2O par abstraction d'hydrogène: R-H + OH → R* + H2O. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous avons étudié l'influence des photons VUV sur des analogues de glace interstellaire. Nous montrons que l'incorporation d'une petite quantité d'eau dans NH3 et CH4 glaces augmente considérablement la formation de radicaux réactifs comme NH2 et CH3 pendant le processus de photolyse et que le chauffage des glaces binaires irradiées telles que NH3-H2O et CH4-H2O conduit à la formation de NH2OH et d'espèces alcooliques plus complexes comme le propanol et le métoxyméthanol. Nous avons également entamé d'autres études en parallèle sur le l'évolution thermique des glaces de NH2OH d'une part et la formation de propanol par voies énergétiques (irradiation VUV) et non énergétique (réaction d'addition H) d'autre part afin de tenter d'expliquer la non-détection des ces espèces organiques dans le milieu interstellaire. L'étude des glaces mixtes irradiées NH3-CH4-H2O a montré la formation à basse température d'espèces plus exotiques en combinant les spectrométries IR et de masse. Nous avons réussi à identifier des composés organiques très complexes déjà détectés ou activement recherchés dans le MIS
Water plays a fundamental role in the photochemistry of the interstellar medium (ISM), through OH radical formation. OH radicals can interact with other H-containing species to form H2O through a hydrogen abstraction reaction: R-H + OH → R* + H2O. In this work, we have investigated the VUV processing on different interstellar ice analogs. We show that the incorporation of small amount of water in NH3 and CH4 ices greatly increases the formation of reactive NH2 and CH3 radicals during the photolysis processing. Thermal treatments of irradiated NH3-H2O and CH4-H2O ices lead to the formation of NH2OH and larger alcoholic species such as propanol and metoxymethanol. Further studies of thermal processing of NH2OH ice and formation of propanol through energetic (VUV irradiation) and non-energetic (surface H-addition reaction) processing were carried out in the context of this thesis in order to try explaining their non-detection in the interstellar medium. The study of the irradiated mixed NH3-CH4-H2O ices showed the formation of more exotic species by combining the IR and mass spectrometries. We managed to identify very large complex organic compounds already detected or tensively sought in the ISM

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Vanfleteren, Thomas. "HIGH-RESOLUTION NEAR-INFRARED LASER SPECTROSCOPY OF AMMONIA- AND WATER-CONTAINING MOLECULAR COMPLEXES." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2017. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/258689.

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Abstract:

La caractérisation des complexes de van der Waals est déterminante pour la compréhension et la modélisation des atmosphères planétaires et du milieu interstellaire. Cependant, ces agrégats moléculaires sont assez peu étudiés, particulièrement dans l’infrarouge proche. Cette thèse a pour but d’enrichir les connaissances sur les complexes d’eau et d’ammoniac dans cette région spectrale. Pour cela, nous avons utilisé un montage expérimental appellé FANTASIO+, couplant une expansion su- personique à un spectromètre à temps de déclin (CRDS). Plusieurs complexes de van der Waals ont pu être observés et analysés, à savoir 14/15NH3−Ar/Kr, (H2O)2, H2O−Ar/Kr et HDO−N2O.Ces complexes peuvent être décrits par deux régimes selon la hauteur de la barrière du potentiel intermoléculaire. Les complexes caractérisés par un potentiel inter- moléculaire élevé peuvent être traités par le régime semi-rigide, à savoir comme une molécule à part entière avec des constantes rotationelles bien définies [(H2O)2 et HDO−N2O]. Dans le régime du rotateur libre, au contraire, le monomère du complexe est soumis à une faible barrière de potentiel, et donc sa rotation est pra- tiquement libre (tous les complexes 14/15NH3− et H2O−gaz rare).Le déplacement et la séparation des niveaux d’énergie robivrationels du monomère dépend de l’effet de l’anisotropie du potentiel intermoléculaire par rapport au lien intermoléculaire. Les transitions entre ces sous-états sont appelées des sous-bandes.Les spectres observés dans ce travail de thèse correspondent à l’excitation vibra- tionnelle de 14/15NH3, H2O ou HDO. L’analyse rotationelle des sous-bandes a pu être réalisée pour toutes les espèces (y compris les 4 isotopes principaux du krypton dans H2O−Kr), excepté pour 15NH3−Kr car la sous-bande observée était à peine visible. Nous avons pu caractériser la structure rotationnelle de 1 (15NH3−Ar) à 14 (H2O−Ar) sous-états vibrationnellement excités et de l’état fondamental pour toutes les espèces sauf 14NH3−Kr, 15NH3−Ar/Kr et (H2O)2. Notre travail sur ce dernier, basé sur des calculs théoriques et sur une étude similaire en matrice de néon, est la première analyse rotationelle de ce complexe dans cette région spectrale. Les analyses des spectres de H2O−Ar et HDO−N2O s’appuient sur des calculs ab initio. Pour HDO−N2O, nous avons pu déterminer que le lien OD se trouve plus proche de N2O que le lien OH. Les spectres de 14/15NH3−Ar/Kr présentent des sous-bandes appartenant à des complexes de taille plus importante. Un séjour à l’Université d’Alberta a été organisé afin d’identifier la nature de ces complexes.Quand l’analyse rotationelle a pu être réalisée, nous avons déterminé les temps de vie de prédissociation des sous-états excités (sauf pour HDO−N2O car le signal-sur- bruit était trop faible). Ils sont de 20 ps pour (H2O)2 à 4 ns pour H2O−Ar. Nous avons observé que les temps de vie déterminés étaient inversement proportionnels à l’énergie de dissociation des complexes. Le déplacement observé entre l’origine des sous-bandes par rapport à la bande correspondante du monomère suit égale- ment la même tendance que l’énergie de dissociation du complexe. Nous avons pu déterminer les températures rotationnelles pour toutes les espèces dans le jet super- sonique. Celles-ci sont différentes uniquement dans le cas de 14NH3−Ar.Des spectres des monomères 14NH3 et 15NH3 ont également été enregistrés, notamment en utilisant un spectromètre à transformée de Fourier, enrichissant ainsi les données spectroscopiques de ces molécules dans l’infrarouge proche.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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LONGONI, MARGHERITA. "THE NON-INVASIVE ANALYSIS OF ORGANIC MATERIALS IN CULTURAL HERITAGE: DEVELOPMENT OF STRATEGIES BASED ON MOLECULAR SPECTROSCOPIES." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2022. http://hdl.handle.net/2434/898103.

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Abstract:

The importance of scientific analyses on artworks has become more and more crucial in the articulate processes of conservation and restoration. Moreover, the complexity of artistic materials, composed by organic and inorganic substances mixed together and often aged, requires extremely sensitive but user-friendly analytical tools. For this reason, the request of effective non-invasive diagnostic techniques is steadily increasing. In particular, a challenging task is represented by organic compounds, which can be found in the artistic field with a wide range of applications: they are binders used to spread pigments in paintings, varnishes, coatings and adhesives applied by the artist himself or during the restoration works, and colouring substances. Among the latter two different typologies can be individuated, namely natural dyes, used from the antiquity to dye textiles and in paintings in form of lakes, and a quite recent family of pigments, the synthetic organic ones. The detection of such materials can be hardly achieved by the non-invasive and in-situ appliable analytical techniques commonly employed in the field of conservation science. Briefly, X-ray fluorescence cannot provide useful information as it detects only elements with medium to high atomic number, while infrared and Raman spectroscopies are affected by the problem of fluorescence emission and of the matrix interference respectively. This Ph.D. thesis work was intended to develop innovative strategies based on molecular spectroscopies, pursuing the objective of non-invasively identifying the most common organic materials which can be found in museum objects, mainly focusing the attention on paintings (binders and synthetic organic pigments) and ancient textiles (natural dyes). In particular, spectrofluorimetry was proposed for the identification of synthetic organic pigments, a quite recent category of colourants since they were introduced by Perkin in the second half of the 19th century. The fluorescence emission upon visible excitation exhibited by several organic pigments used in contemporary artworks was successfully demonstrated and an analytical approach combining visible-induced spectrofluorimetry and visible-reflectance spectroscopy with a multivariate processing of data was established. The effectiveness of the method was finally confirmed by its application to three contemporary paintings. In addition, the possibility of exploiting fluorescence emission induced by UV radiation was considered, as well as the prospect of investigating such materials by ultraviolet fluorescence (UVF), visible and infrared luminescence (VIVF and VIL) images. The use of near-infrared (NIR) spectroscopy was proposed for the detection of organic binders and to understand the complex stratigraphy in paintings. This spectral region, in particular in the range 6500-4000 cm-1, is dominated by combination and overtone bands due to functional groups typical of the lipidic and proteinaceous materials used as binding media, therefore it can be exploited for identification purposes. Moreover, it was demonstrated that the greater penetration depth of the NIR radiation in comparison with the mid-infrared (MIR) one allows the investigation of the preparatory layers possibly applied by the artist on the painting support. In this respect, an exhaustive study was carried out at first on a consistent number of reference mock-up samples, prepared on the basis of ancient recipes, and then on eight paintings, dating from the end of the 15th century to the end of the 18th century and exemplifying different artistic techniques on different supports. Finally, the main part of the work was dedicated to surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) for the identification of natural dyes in textiles. This technique, which exploits the strong intensification by several orders of magnitude of the Raman scattering of organic molecules in the proximity of metal nanoparticles and nanostructured surfaces, is a well-established method for the detection of dyes, but generally requires the extraction of the target analyte from a sample. Many experiments were performed therefore performed to develop SERS-sensors suitable for performing measurements directly from dyed fibres in dry-state condition, i.e without requiring extraction protocols or the placement of a wet substrate in contact with the artefact. In this respect, a general, easy-to-apply protocol involving the deposition of colloidal nanoparticles on glass supports was developed. The importance of hot spots, areas of strong SERS intensification of the Raman signal formed between close nanoparticles or on anisotropic structures rich in tips, leads to experiment different aggregation procedures and nanoparticle shapes, ranging from nanospheres to nanostars and nanorods. The final aim was to create reproducible and homogeneous sensors, able to provide a high SERS enhancement when just put in contact in dry-state conditions with the artistic object under investigation. In this respect silver was demonstrated to be the best metal in comparison with gold and the most effective substrates, allowing the identification of four historical dyes from dyed wool yarn, were those obtained from silver nanostars. Finally, also some related issues are faced, such as the release of metal on the sample and the cleaning of the substrate surface exploiting the photochemical properties of titanium dioxide.

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Paquet, Amaury. "Caractérisation multi-échelle de phases organiques concentrées." Thesis, Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS019/document.

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Abstract:

Dans le cadre du développement de nouveaux procédés par extraction liquide-liquide pour le recyclage du combustible nucléaire usé, de nouvelles molécules extractantes sont à l’étude. Les molécules à fonction amide (monoamide, malonamide ou diglycolamide) sont particulièrement étudiées. Les objectifs de cette thèse sont d’étudier la spéciation moléculaire et supramoléculaire de solutions organiques représentatives des différents procédés en cours de développement. Cette spéciation a été réalisée en couplant des études expérimentales et théoriques. Après extraction de solutés, la composition des solutions organiques est déterminée expérimentalement. Des boites de simulation par dynamique moléculaire ayant la même composition que les solutions expérimentales sont ensuite construites. Après simulation, les trajectoires de dynamique moléculaire permettent de calculer les masses volumiques et les intensités diffusées aux petits angles théoriques des solutions simulées. Dès lors que les données calculées et les données expérimentales sont en accord, on estime que les simulations sont représentatives des solutions réelles. Ces simulations couplées à des caractérisations expérimentales supplémentaires (spectroscopie infra-rouge – IR – et spectrométrie de masse à ionisation par électrospray – ESI-MS –) permettent de décrire les structures en solution à la fois à l’échelle moléculaire et supramoléculaire. Cette méthodologie a été appliquée à l’extraction d’eau et de nitrate d’uranyle par les monoamides DEHBA et par le malonamide DMDOHEMA ainsi qu’à l’extraction d’eau et de nitrate de néodyme par des solutions à base de TODGA.L’extraction d’eau en phase organique est dépendante de l’organisation de la solution : les solutions de monoamides essentiellement constituées de monomères et dimères solubilisent peu d’eau contrairement aux solutions de DMDOHEMA ou de TODGA majoritairement constituées d’agrégats. L’extraction de nitrate d’uranyle a mis en évidence différents comportements dépendant de la structure de la molécule ou de la concentration d’uranyle. Des complexes UO2(NO3)2L2 sont observés à faible concentration d’uranium après extraction par les monoamides. Lorsque la concentration d’uranium augmente, des espèces polymétalliques sont observées et deviennent majoritaire en solution. Dans le cas du DMDOHEMA, des complexes monométalliques sont majoritaires mais n’ont pas une stœchiométrie unique. L’uranyle peut être coordiné à 1 ou 2 malonamides (monodenté ou bidenté), 2 nitrates et parfois une molécule d’eau. Le néodyme est extrait par le TODGA dans l’heptane sous forme de petits agrégats contenant 2 ou 3 cations liés par des nitrates pontants. Une augmentation de la concentration de néodyme entraine une augmentation de l’agrégation jusqu’à l’apparition d’une démixtion de phase. La présence d’octanol (0,3 mol/L) permet d’extraire une plus forte concentration de Nd sans séparation de phase. Les simulations ont montré que l’octanol se place dans la 1ère sphère de coordination du néodyme à la place des molécules d’eau ou de TODGA améliorant ainsi la solubilité des complexes et agrégats dans la phase organique. L’ajout de 0,5 mol/L de DMDOHEMA à une solution de TODGA permet également d’éviter la démixtion en structurant la solution. En présence de malonamide des agrégats plus petits sont observés.Pour les deux systèmes étudiés (mono et diamides), les phases obtenues après démixtion de la phase organique (phénomène de formation de 3ème phase) ont également été caractérisées.Ces travaux ont permis de déterminer l’organisation moléculaire et supramoléculaire dans des solutions d’extraction par l’utilisation d’une méthode couplant études expérimentales et simulations par dynamique moléculaire
In the framework of development of new processes for spent nuclear fuel reprocessing, new extractant molecules are studied.The goals of this thesis are to study the molecular and supramolecular speciation of representative organic solutions. The speciation was determined by coupling experimental and theoretical study. After solute extraction, the composition of the organic solutions is experimentally determined. Simulations boxes with the same composition than experimental solutions are build. After simulation, trajectories are used to calculate small angle scattered intensities. The representativeness of the simulations is checked by comparison of experimental and calculated scattered intensities. The use of the simulation, ESI-MS spectrometry and IR spectroscopy provides the description of the structures in organic solution at the molecular and supramolecular scale. This methodology was applied on water and uranyl nitrate extraction by the monoamide DEHBA and MOEHA and by the malonamide DMDOHEMA as well as the extraction of water and neodymium nitrate by TODGA solutions.The extraction of water is dependent of the organization of the solution: monoamide solution made of monomer and dimer solubilize few amount of water in comparison with DMDOHEMA or TODGA solutions.The extraction of uranyl nitrate showed different behavior. UO2(NO3)2L2 complexes are observed at low uranium concentration after extraction by the monoamides. Polymetallic species are observed with the increase of uranium concentration. In the case of DMDOHEMA, monometallic complexes are majority but without a unique stoichiometry. The uranyl can be linked to 1 o 2 malonamides, 2 nitrates and sometimes to a water molecule. Neodymium is extracted by TODGA within small aggregates made of 2 or 3 cations liked by bridging nitrates. The increase of the concentration of neodymium leads to a phase separation. The presence of octanol provides the extraction of higher concentration of neodymium nitrate. Simulations showed the replacement of water and TODGA molecules and the first coordination sphere of the cation with octanol molecule. This increases the solubility of the aggregates. The presence of DMDOHEMA prevents also the phase separation by structuring the solution. With malonamide, smaller aggregates are observed.For both systems, phases after demixing (third phase formation) were characterized.This work provides the study of the molecular and supramolecular organization of organic solutions by combining experimental studies and molecular dynamic simulations

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Ciurlo, Anna. "Physical and dynamical conditions of the molecular gas in the central parsec of the Galaxy." Sorbonne Paris Cité, 2015. https://theses.hal.science/tel-01540979.

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Abstract:

Dans le parsec central de la Galaxie l'environnement du trou noir (Sgr A*) présente un cluster d'étoiles jeunes et deux structures de gaz : le Disque Circumnucléaire, moléculaire, et la Minispirale, ionisée. Nous avons investigué la présence du gaz neutre dans la cavité centrale du CND, où s'étale la Minispirale, pour décrire la distribution et les propriétés du H2 dans cet environnement ionisé. Cette étude a été menée à travers un cube de données de spectro-imagerie en infrarouge proche, observé par SPIFF1 au VLT. Pour conserver la résolution spatiale et éviter les effets de bords nous avons appliqué une nouvelle méthode qui consiste en un ajustement 3D¬regularisé. Nous présentons les cartes en haute résolution spatiale et spectrale du flux, vitesse et largeur de plusieurs raies de H2. Le rapport entre deux raies de H2 fournit l'extinction et permet de corriger les cartes de flux ainsi que d'observer les effets d'extinction locale et en avant-plan. Le gaz moléculaire est détecté partout. Nous avons aussi appliqué une méthode classique d'ajustement pour comparer les intensités relatives des raies de H2. Cela permet de tracer les diagrammes d'excitation et d'estimer la température, masse et densité des structures observées. En correspondance du CND l'émission observée provient d'une couche mince de gaz chaud et thermalisé à la surface de nuages denses. Dans la région centrale l'émission n'est pas thermalisée et provient de l'intérieur du nuage du Bras Nord ainsi que du milieu diffus de la cavité. Une forte déviation de l'équilibre thermodynamique est observée au bord de la Minicavité et ça pourrait être lié aux processus de formation et de destruction rapide de H2
In the central parsec of the Galaxy the environment of the black hole (Sgr A*) presents a young star cluster and two different gas structures: the molecular Circumnuclear Disc (CND) and the ionized Minispiral. We have investigated the presence of neutral gas in the central cavity of the CND, where the ionized Minispiral lies, in order to describe H2 distribution and properties in this ionized environment. This study is carried out through a near-infrared spectro-imaging data cube of the central cavity observed with SPIN-1 on the VLT. These observations cover several 1-121ines. In order to preserve the spatial resolution and avoid edge effects we applied a new line fitting method, which consists in a regularized 3D-fit. We present high spatial and spectral resolution maps of the intensity, velocity and width of several H2 fines. The ratio of two H2 lines provides the extinction estimation and allows correcting the flux maps and observing the effect of the foreground and local extinction. Molecular gas is detected everywhere. We also applied a more classical spectroscopie model fitting to compare the relative strength of the 112 fines. This allows to trace the excitation diagrams and to estimate the temperature, mass and densities of the observed features. In correspondence of the CND the observed emission arises from a hot, thermalized, thin layer at the surface of the dense clouds. In the central region the emission is not thermalized and arises from the bulk of the Northern Arm cloud and from the diffuse medium inside the cavity. A strong deviation from thermal equilibrium is detected near the Minicavity and it might be due to H2 constantly formed and destroyed

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Soria, Martínez Rubén. "Modeling of local excitation processes in molecular nanojunctions." Thesis, Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAE017.

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Abstract:

L’une des application les plus remarquables de l’effet tunnel est le microscope à effet tunnel (STM) qui permet de cartographier spatialement et énergétiquement la répartition des électrons à la surface des matériaux avec une résolution nanométrique. Des avancées récentes permettent en outre d’exploiter la pointe du STM comme une source d’excitation locale des matériaux. Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit vise à décrire et à modéliser les phénomènes impliqués lors d’une telle excitation. Nous présentons une modélisation des spectres d’absorption de molécule de phthalocyanine reposant sur des surfaces dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de densité dépendante du temps (TD-DFT). Nous montrons que l’analyse spectroscopique des transitions entre l’état fondamental et les états excités de la molécule permet de caractériser son état de contrainte. Nous mettons également en évidence une variété de spectres d’excitation selon la localisation de l’excitation de la molécule. Nous discutons la possibilité d’exploiter ce phénomène pour caractériser les transports d’énergie inter-moléculaire
One of the most remarkable applications of the tunnel effect is the Scanning Tunneling Microscope (STM), allowing to get the spatially and energetically map distribution of electrons on the surface of materials with nanometric resolution. Recent advances make it possible to exploit the tip of the STM as a source of local excitation of materials. The work presented in this manuscript aims to describe and model the phenomena involved in such excitation process. We present a modeling of the absorption spectra of phthalocyanine molecules lying on surfaces within the framework of the time-dependent density functional theory (TD-DFT). We show that spectroscopic analysis of the transitions between the ground state and the excited states of the molecule allows to characterize the stress inside the molecule. We also highlight a variety of excitation spectra depending on the location of the excitation of the molecule. We discuss the possibility of exploiting this phenomenon to characterize inter-molecular energy transport

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Gorczyca, Agnès. "Caractérisation de catalyseurs métalliques supportés par spectroscopie XANES, apports du calcul quantique dans l'interprétation des spectres expérimentaux." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI062/document.

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Abstract:

L'étude des nanoagrégats métalliques supportés sur des oxydes est d'une importance primordiale autant au niveau fondamental que technologique, notamment dans le domaine de l'énergie. Les nanoparticules à base de platine supportées sur alumine Gamma sont largement utilisées comme catalyseurs hétérogènes ultradispersés, en particulier sous atmosphère réductrice d'hydrogène. Leur réactivité et leur sélectivité sont intimement liés à la géométrie locale et à la densité électronique des sites actifs. Ces dernières sont particulièrement ardues à définir, étant donnée la très faible taille des agrégats étudiés (environ 0.8 nm de diamètre). La spectroscopie XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structure), nécessitant un rayonnement synchrotron, est un des outils les plus appropriés pour étudier ces systèmes, en particulier in situ, à l'échelle atomique. En effet les spectres XANES sont influencés par la géométrie locale et la symétrie de l'environnement des atomes (en particulier les angles entre les liaisons), le degré d'oxydation, les types de liaisons mis en jeu, et la structure électronique du système. Tous ces facteurs sont néanmoins difficiles à différencier et même à interpréter. Il est donc impossible de déduire de manière précise la structure des particules métalliques par la seule expérience, sans aucune comparaison avec des spectres simulés. La mise en place de modèles théoriques devient alors nécessaire. Nous mettons donc en oeuvre une approche associant expériences XANES haute résolution in situ et simulations quantiques, ces dernières visant à la proposition de modèles structuraux pertinents, à la quantification de la réactivité des agrégats et au calcul des caractéristiques spectrales pour comparaison à l'expérience. L'identification de la morphologie des particules, de l'interaction métal-support et du taux de couverture en H est ainsi rendue possible par l'association de l'expérience et du calcul. La bibliothèque de modèles existants de particules monométalliques de Pt supportées sur de l'alumine Gamma avec ou sans hydrogène adsorbé, est complétée par des modèles hydrogénés sur la face (110) et par des modèles de différentes tailles hydrogénés sur la face (100). Cette bibliothèque devenue assez complète a permis une étude de l'influence de la taille des particules, de leur morphologie, de leur structure électronique, des différentes face de l'alumine Gamma, ainsi que du taux de couverture en hydrogène sur la signature des spectres XANES. Cette première étude des catalyseurs monométalliques de platine, se conclue par la discrimination de certaines morphologies, mais surtout la quantification du taux de couverture en hydrogène des particules. Ensuite, des modèles de particules bimétalliques platine – étain supportés sur la face (100) de l'alumine Gamma sont élaborés avec adsorption d'hydrogène. Ces modèles permettent de mieux comprendre l'influence de l'étain sur la morphologie, les propriétés électroniques et l'interaction avec le support et l'hydrogène de ces agrégats. Différentes compositions ont été explorées, ce qui a apporté des informations sur la dilution du platine par l'étain. L'adsorption d'hydrogène a alors été étudiée sur des agrégats de Pt10Sn3 supportées sur la face (100) de l'alumine Gamma. Bien que de nombreux paramètres ne sont pas encore pris en compte dans ces modèles, la comparaison à l'expérience permet déjà d'avoir une première approximation sur la description de systèmes bimétalliques
The study of metallic nanoclusters supported on oxides is of paramount fundamental and technological importance, particularly in the field of energy. The nanoparticles based on platinum supported on gamma alumina are widely used as highly dispersed heterogeneous catalysts especially under reducing hydrogen atmosphere. Their reactivity and selectivity are intimately related to the local geometry and the electronic density of active sites. These are particularly difficult to define, given the very small size of the studied particles (about 0.8 nm in diameter). XANES (X-Ray Absorption Near Edge Structure) spectroscopy requiring synchrotron radiation, is one of the most appropriate tools to study these systems, especially in situ, at the atomic scale. Indeed the XANES spectra are influenced by the geometry and symmetry of the atoms local environment (especially angles between bonds), the degree of oxidation, the bond types involved, and the electronic structure of the system . All these factors are nevertheless difficult to differentiate and even to interpret. It is therefore impossible to infer accurately the structure of the metal particles by experience alone, without any comparison with simulated spectra. The establishment of theoretical models becomes necessary. We are implementing an approach that combines high-resolution XANES experiments in situ and quantum simulations, the latter aimed at proposing relevant structural models to quantify the reactivity of the particles and calculating spectral characteristics for comparison to experiment. The identification of the clusters morphologies, the metal-support interaction and the hydrogen coverage is made possible combining experiments and quantum calculations. The library of existing monometallic Pt particles models supported on Gamma alumina with or without adsorbed hydrogen, is refined. New models considering the two main surface of Gamma alumina, the particle size and hydrogen adsorption are developed. This extended library of models enabled a study of the effect of particle size, morphology, electronic structure, different alumina faces, and the hydrogen coverage on the signature of XANES spectra. This first study of monometallic platinum catalysts, concludes with the discrimination of the morphologies, but especially with the quantification of the hydrogen coverage of the particles for each temperature and hydrogen pressure experimental condition. Then, models of bimetallic Platinum-tin particles supported on the (100) Gamma alumina face are performed with hydrogen adsorption. These models provide insights into the effect of tin on the morphology, the electronic properties and the interaction with the support and hydrogen of these clusters. Different compositions were explored, which provided information on the dilution of platinum by tin. The adsorption of hydrogen was then studied on Pt10Sn3 clusters supported on the (100) face of alumina. Although many parameters are not yet included in these models, the comparison to the experience already provides a first approximation to the description of bimetallic systems

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Rastogi, Rishabh. "Engineered Electromagnetic Hot-spots for Highly Sensitive (Bio)molecular Detection by Plasmonic Specytroscopies." Thesis, Troyes, 2020. http://www.theses.fr/2020TROY0018.

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Abstract:

La détection nanoplasmonique repose sur des champs électromagnétiques exaltés à proximité de la surface des métaux nanostructurés pour détecter les molécules à des concentrations ultra-faibles. Les exaltations de champ sont fortement prononcées aux jonctions entre les nanostructures adjacentes, ce qui entraîne des points chauds. Les exaltations de champ en ces points chauds augmentent de façon non linéaire en fonction des distances jusqu’au régime inférieur à 10nm. Les analytes présents à ces lacunes peuvent tirer parti de ces exaltations de champ, résultant en une sensibilité ultra-élevée dans la détection. Toutefois, ces lacunes de champ confiné affectent la capacité des grands analytes tels que les biomolécules d’entrer et de tirer ainsi parti des champs EM dans les lacunes. Cela présente des besoins spatiaux pour exalter les champs em en contradiction avec ceux pour accueillir les interactions biomoléculaires. Cette thèse démontre la conception rationnelle des configurations de réseaux qui permet aux hotspots EM d’être mieux exploités par le témoin de l’événement de liaison biomoléculaire. La thèse utilise l’approche moléculaire basée sur l’auto-assemblage pour fabriquer des nanoréseaux plasmoniques reproductibles sur des plaquettes complètes. Plusieurs paramètres sont envisagés, y compris la dimension, la forme et la densité des points chauds, la fonctionnalisation de surface, et le choix des substrats, pour démontrer la détection quantitative des molécules jusqu’aux concentrations picomolaires
Nanoplasmonic sensing relies on enhanced electromagnetic fields at the vicinity of nanostructured metal surface to detect molecules at ultra-low concentrations. The EM enhancements are strongly pronounced at junctions between adjacent nanostructures resulting in gap hot-spots. EM enhancements at these hot-spots increase non-linearly as a function of gap distances down to sub-10 regime. Analyte present at these gaps can leverage these EM enhancements, resulting in ultra-high sensitivity in detection. However, such confining gaps affect the ability of large analytes such as biomolecules to enter and thereby leverage EM fields within the gaps. This presents spatial needs to enhance EM fields at odds with those for accommodating biomolecular interactions. This thesis demonstrates the rational design of array configurations that allows the EM hotspots to be better leveraged by the reporter of biomolecular binding event. The thesis uses molecular self-assembly based approach to fabricate reproducible plasmonic nanoarrays on full wafers. Multiple parameters are considered including the dimension, shape, and density of hotspots, surface functionalization, and the choice of substrates, to demonstrate quantitative detection of molecules down to picomolar concentrations

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Kochanov, Roman. "Contribution à la modélisation de spectres moléculaires à partir de surfaces d'énergie potentielle et d'Hamiltoniens effectifs : applications aux banques de données spectroscopiques." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS044/document.

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Abstract:

L'étude des états moléculaires à énergie élevée est à la frontière entre divers domaines des sciences qui relèvent de la physique/chimie (mécanique quantique, calcul ab initio des structures électroniques, spectroscopie à haute résolution, physique atmosphérique) et de la dynamique des systèmes complexes. Pour bien interpréter les données expérimentales il y a un fort besoin de modèles théoriques utilisant les algorithmes mathématiques efficaces qui peuvent décrire des spectra avec une haute précision. Le projet de ce travail en co-tutelle est axé vers le développement de modèles et des outils théoriques qui soient adaptés à une description des états du mouvement nucléaire de molécules très excitées. L’objectif est d’accompagner les analyses des spectres et de permettre une modélisation suffisamment précise des mesures expérimentales. Le développement des algorithmes mathématiques et outils informatiques, leurs optimisations, programmations et applications pour des problèmes atmosphérique et environnementales représente le sujet central de la thèse, qui doit s’appuyer sur les compétences du candidat en mathématique appliquée / programmations scientifique et en spectroscopie moléculaire. Des méthodes mathématiques sont considérées dans le contexte des tâches physiques suivantes: 1) Construction et ajustement des modèles d'Hamiltonians effectifs pour décrire un grand nombre des transitions ro-vibrationnelles de protoxyde d'azote (N2O). 2) Construction de modèles analytiques de surface d'énergie potentielle (SEP) d'ozone (O3) à partir de calculs ab initio et ajustements aux données expérimentales vibrationnels. 3) Amélioration d'algorithme des transformations contactes (TC) pour calculer spectra des molécules poly-atomiques avec signifiant nombre des atomes
The studies of highly excited molecular states are located on the frontier between different scientific domains involving physics / chemistry (quantum mechanics, ab initio electronic structure calculations, high-resolution spectroscopy, atmospheric physics) and dynamics of the very complex molecular systems. For good interpreting of this kind of data it is necessary to have theoretical models which are based on optimized algorithms permitting to predict the experimental data with acceptable precision. The subject of this work is focused in the field of development of theoretical models and algorithms which are adapted to the description of states of the nuclear movements of molecules in highly excited states. Our main goal is to provide efficient computational means to perform spectral analyses and to model the spectroscopic experimental measurements with good accuracy. This task includes developing and enhancing mathematical algorithms, creating and optimization of the necessary field-specific software for applications to the environmental and atmospheric problems. The tasks are in the following competences of the candidate: applied mathematics, scientific programming and molecular spectroscopy.Mathematical methods are considered in the context of the following physical tasks: 1) Construction and fitting of the models of effective Hamiltonians for description of high number of ro-vibrational transitions of nitrous oxide (N2O). 2) Construction of analytical models of the potential energy surface of ozone (O3) using ab initio calculations and fittings to experimental vibrational data. 3) Improvement of the algorithm of contact transformations (CT) aimed at the calculation of ro-vibrational spectra of polyatomic molecules with significant number of atoms

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Cerchez, Vladimir. "Nano structures formed by molecular chlorine interaction with noble metal surfaces : scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy study." Thesis, Nancy 1, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN10047/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur une étude systématique des mécanismes d'adsorption et d'interaction du chlore avec les surfaces des métaux Au(111), Ag(111) et Cu(111). Pour cette étude nous avons mis en oeuvre une méthode d'élaboration par réaction gaz/surface en conditions ultra-vide. Les systèmes élaborés ont été étudiés d'un point de vue structural par diffraction d'électrons lents et par microscopie à effet tunnel basse température (5K). Les propriétés électroniques on fait l'objet de mesures de spectroscopie locale par effet tunnel. La première partie de ce travail est dédiée aux modifications structurales induites par l'adsorption du chlore dans le régime sub monocouche et au régime de saturation, qui correspond à l'apparition des stades précurseurs de la formation des halogénures métalliques. A partir de nombreux résultats expérimentaux, nous avons réussi à décrire de façon détaillée les mécanismes d'interaction gaz/surfaces et à proposer des modèles de structures à l'échelle atomique jusqu'alors non résolues. Les modèles proposés ont été validés par des calculs DFT. La seconde partie de la thèse est consacrée aux propriétés électroniques originales de réseaux de puits quantiques formés par auto organisation du chlore à la surface (111) de l'or. Nous avons étudié les résonances quantiques qui se forment par confinement des états électroniques de surface dans des pores de quelques nanomètres de diamètre. Les états propres des puits quantiques ainsi constitués ont été caractérisés en fonction de la taille et de la forme des puits et une modélisation numérique des propriétés spectrales par une approche de type "particule dans une boîte" a complété l'étude expérimentale
This work is related to the systematic study of chlorine adsorption mechanism on the metal's surfaces Au(111), Ag(111) and Cu(111). We had used for this study the interaction of chlorine gas with metal surface in ultra-high vacuum conditions. Elaborated systems were characterized from the structural point of view by low-energy electron diffraction and low-temperature scanning tunneling microscopy (5 K). Local electronic properties were probed by scanning tunneling spectroscopy. The first part of the work is devoted to the surface's structural modifications induced by chlorine adsorption from sub-monolayer regime to saturation, which corresponds to the appearance of metal halide precursors. From numerous experimental results we were able to describe in details the mechanism of gas/surface interaction and to propose atomic structural models that remained unresolved up to now. The proposed models were validated by density functional theory calculations. The second part of the thesis is devoted to the study of original electronic properties of the superstructure of quantum wells formed by self-organization of chlorine atoms on (111) surface of gold. We had studied the quantum resonances that appeared due to the confinement of surface electronic states in the pores of few nanometers in diameter. The eigenstates were characterized as a function of the quantum well?s shape and size. This study was completed by numerical modeling of spectroscopic properties of nano-pores in the "particle-in-a-box" limit

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Tran, Dang Bao An. "Widely tunable and SI-traceable frequency-comb-stabilised mid-infrared quantum cascade laser : application to high precision spectroscopic measurements of polyatomic molecules." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2019. http://www.theses.fr/2019USPCD060.

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Ce manuscrit présente le développement d’un spectromètre dans le moyen infra-rouge qui combine très haute résolution, accordabilité, sensibilité de détection et contrôle de la fréquence absolue. Un laser à cascade quantique (QCL) émettant à 10.3 μm est asservi en phase sur un peigne de fréquences optique lui-même stabilisé sur un laser ultrastable à 1.55 μm transmis par lien optique fibré à partir du LNE-SYRTE, où cette référence de fréquence est contrôlée par rapport aux étalons primaires. On obtient ainsi un QCL de largeur ~ 0.1 Hz, avec une stabilité meilleure que 10⁻¹⁵ à 1 s, et une incertitude de 4 × 10⁻¹⁴ sur sa fréquence absolue. De plus, le QCL peut être balayé largement sur 1.4 GHz sans dégradation de la stabilité et du contrôle absolu de la fréquence. Ce QCL a permis de sonder plusieurs molécules par absorption saturée dans une cellule multipassage. Nous avons démontré une incertitude statistique sur la mesure des fréquences d’absorption au niveau du kHz et une incertitude systématique inférieure à 10 kHz. Nous avons enregistré de nombreuses raies du méthanol, dont plusieurs doublets et des raies très peu intenses, dont certaines n’avaient jamais été observées. La mesure de quelques dizaines de raies du trioxane nous a permis d’en déterminer les paramètres spectroscopiques avec précision. Nous avons également enregistré la structure hyperfine d’une raie de l’ammoniac jusqu’ici non résolue. Ce dispositif est essentiel pour le projet en cours au LPL d’observer la violation de parité dans les molécules. Il permettra également de nombreuses applications de la physique atmosphérique ou interstellaire aux tests de physique fondamentale au-delà du modèle standard
The thesis consists in developing a high-resolution mid-infrared spectrometer traceable to primary frequency standards and providing a unique combination of resolution, tunability, detection sensitivity and frequency control. A quantum cascade laser (QCL) emitting at 10.3 µm is phase locked to an optical frequency comb stabilized to a remote 1.55 µm ultra-stable reference developed at LNE-SYRTE, monitored against primary frequency standards and transferred to LPL via an active noise compensated fibre link. This results in a 0.1 Hz QCL linewidth, a stability below 10⁻¹⁵ at 1 s and an uncertainty on its absolute frequency below 4 × 10⁻¹⁴. Moreover, the setup allows the QCL to be widely scanned over 1.4 GHz while maintaining the highest stabilities and precision. This QCL was used to carry out saturated absorption spectroscopy of several molecules in a compact multipass cell. We demonstrated statistical uncertaintyon line-center frequencies at the kHz level and sub-10 kHz systematic uncertainty. We have recorded several singular K-doublets and many rovibrational transitions of methanol, in particular weak transitions and weak doublets - unreported so far. Precise parameters modelling trioxaneh ave been determined with only a few tens of rovibrational transitions recorded at unprecedented accuracy. The quadrupole hyperfine structure of an ammonia transition has been resolved for thefirst time. This setup constitutes a key element for the project aiming at the first observation of parity violation in molecules currently held at LPL, and, more generally, for various fields of physics, from atmospheric and interstellar physics to fundamental physics beyond the standard model

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De, Siddhartha. "NMR spectroscopy as a tool for studying molecular magnetic materials." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066103/document.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse porte sur l'application de la spectroscopie RMN pour l'étude de matériaux magnétiques moléculaires. Une attention particulière est consacrée aux systèmes magnétiques possédant des cyanures : des briques de construction, des complexes de cyanure polymétalliques et des réseaux étendus (analogues bleu de Prusse) à faible dimension. Par le biais d’exemples spécifiques, nous essayons de montrer que la spectroscopie RMN peut être utilisée comme une puissante sonde magnétique et structurale des systèmes paramagnétiques (chapitre 2, 4, 5). De plus, la RMN est également utilisée pour étudier l’équilibre de spin, en solution, d’une famille de complexes à transition de spin Fe(II) (chapitre 3). En dehors de la spectroscopie RMN, différentes techniques comprenant la spectroscopie FT-IR et UV-Vis (à l'état solide et solution), l’analyse thermogravimétrique (ATG), la diffraction aux rayons X, la résonance paramagnétique électronique (RPE), la diffraction de neutrons polarisés (uniquement pour le composé [Fe(Tp)(CN)3]-) et la magnétométrie SQUID sont utilisées afin d’obtenir une caractérisation structurale et électronique fiable des matériaux magnétiques sondés. Ces techniques permettent également de rationaliser et de soutenir les résultats obtenus à partir de spectroscopie RMN. Par ailleurs, des calculs théoriques de certains composés ont été effectués à l’aide de la méthode DFT (en collaboration avec les théoriciens) afin de soutenir les observations expérimentales. Le premier chapitre de la thèse revient sur quelques concepts de base de la spectroscopie RMN, à l'état solide et en solution, et expose brièvement quelques exemples d'études de systèmes paramagnétiques en RMN. La partie expérimentale de ce même chapitre met l'accent sur l'utilisation de la spectroscopie RMN 13C et 15N à l'état solide pour sonder les propriétés magnétiques locales, estimer la densité de spin et sa répartition sur les ligands cyanures. Une question fondamentale pour les magnéto-chimistes est ainsi soulevée : comment l'électron non apparié, délocalisé de la source paramagnétique sur le ligand pontant, donne t-il naissance à l'interaction magnétique d'échange? Dans le troisième chapitre de la thèse, la spectroscopie RMN 1H paramagnétique en solution a été utilisée pour étudier des complexes mononucléaires Fe(II) commutables, c’est-à-dire pouvant subir un changement de leurs propriétés magnétiques (et optiques) sous l’influence de stimuli externes. L’équilibre de transition de spin thermo-induit des complexes [FeII(R-bik)3]2+ a été étudié par RMN 1H, à température variable, et les résultats ont été comparés à ceux obtenus avec des techniques différentes. Le quatrième chapitre traite de la caractérisation magnéto-structurale de certains complexes polynucléaires fondé sur la nouvelle brique de construction cyanurée [CoIII(Me2Tp)(CN)3]-. La spectroscopie RMN du noyau quadripolaire 59Co est employée comme sonde pour suivre à différente température, le comportement magnétique des systèmes moléculaires contenant du Co(III). La RMN 59Co permet par ailleurs, l’étude du mécanisme d'extension de spin sur le pont cyanure
The work presented in this Ph.D. dissertation focuses on the application of NMR spectroscopy for studying molecular magnetic materials. A particular attention is devoted to cyanide-contaning magnetic systems: cyanide building blocks, low-dimensional polymetallic complexes and extended networks (Prussian blue analogues). Basically, we try to show through selected examples that NMR can be used as a powerful structural and magnetic probe to address a variety of questions related to paramagnetic materials (chapter 2, 4, 5). Besides, we also use here NMR to study spin equilibrium in solution in a family of Fe(II) spin-crossover complexes (chapter 3). Apart from the use of various NMR techniques, different physical techniques including FT-IR and UV-Vis spectroscopy (in solid-state and solution), TGA, X-ray diffraction, EPR spectroscopy, Polarized neutron diffraction (only for [Fe(Tp)(CN)3]- compound), and SQUID magnetometry are used to obtain reliable structural and electronic characterization of the probed magnetic materials and to rationalize and support the results obtained from NMR spectroscopy. Theoretical DFT calculations (in collaboration with theoreticians) are also performed on some selected compounds to support the experimental observations. The first chapter of the dissertation provides a short overview of some basic concepts of NMR spectroscopy in solid state and in solution and gives very briefly some few examples of NMR studies on a variety of paramagnetic systems. The first experimental chapter of the thesis focuses on the use of 13C and 15N solid-state NMR spectroscopy to probe local magnetic properties and to estimate the spin density and its distribution onto the cyanide ligands. It thus addresses a fundamental question for magnetochemists: how the unpaired electron delocalized from the paramagnetic source onto the bridging ligand to give rise to the magnetic exchange interaction? In the third chapter of the thesis, the solution state paramagnetic 1H NMR spectroscopy has been used to study Fe(II) mononuclear switchable complexes, which undergo a change of their magnetic (and optical) properties upon external stimuli. More specifically, the thermally-induced spin-crossover equilibria of the [FeII(R-bik)3]2+ complexes has been studied by variable temperature 1H NMR and the results are compared to those obtained by other techniques. The fourth chapter deals with the magneto-structural characterization of some polynuclear complexes based on the new cyanide-based [CoIII(Me2Tp)(CN)3]- building block. NMR spectroscopy of the quadrupolar 59Co nucleus is used as a probe for following the magnetic behaviour of these Co(III) containing molecular systems at different temperature. It also allows to investigate the spin extension mechanism over the cyanide bridge. Finally the chapter 5 intends to explore the use of 113Cd NMR spectroscopy as both a local structural and magnetic probe for studying Fe-Cd based molecular materials

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Liu, Delong. "Spectroscopie millimétrique et submillimétrique des premiers états de vibration du butyronitrile et applications à la radioastronomie." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30261/document.

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Abstract:

Les spectres de rotation de anti- et gauche-normal-butyronitrile, mesurés au laboratoire jusqu'à 506 GHz ont été analysés pour obtenir un jeu de paramètres moléculaires précis pour l'état fondamental de vibration et cinq vibrations de faible énergie de chaque conformère. L'objectif est de pouvoir fournir les meilleures prévisions possibles pour la radioastronomie. Un total d'environ 15000 raies a été utilisé pour l'analyse. Des paramètres améliorés ont été déterminés pour v30 = 1, v30 = 2, v18 = 1, v29 = 1, pour le conformère anti, et v30 = 1, v30 = 2, v28 = 1, v29 = 1, pour le conformère gauche. Des paramètres ont été déterminés pour la première fois pour v18 = v30 = 1 du conformère anti et v29 = v30 = 1 du conformère gauche. Des preuves ont été trouvées pour un couplage des vibrations pour certains transitions supérieures à 380 GHz. Le couplage entre v18 = 1 et v30 = 2 du conformère anti a été bien caractérisé. Certaines raies montrent aussi un dédoublement dû à la rotation interne qui ne devrait pas être résolu dans les spectres astronomiques
Laboratory measured rotational spectra of anti- and gauche-normal-propyl cyanide up to 506 GHz have been analyzed to obtain a precise set of molecular parameters for the ground state and five low-lying vibrational states of each conformer. The objective is to be able to make best possible predictions for radio-astronomy. In total around 15000 lines have been included in the analysis. Improved parameters have been determined for v30 = 1, v30 = 2, v18 = 1, v29 = 1, for the anti conformer, and v30 = 1, v30 = 2, v28 = 1, v29 = 1, for the gauche conformer. Parameters are derived for the first time for v18 = v30 = 1 of the anti conformer and v29 = v30 = 1 of the gauche conformer. Evidence has been found for vibrational coupling for some transitions above 380 GHz. The coupling between v18 = 1 and v30 = 2 of the anti conformer has been well characterized. Internal rotation splitting is also observed but not expected to be resolved in astronomical spectra

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Granet, Julien. "Étude de l’effet Kondo au sein d’auto-assemblages de phtalocyanines par spectroscopie tunnel et photoémission." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0029/document.

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Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'effet Kondo moléculaire au sein de réseaux supramoléculaires bidimensionnels en contact avec des surfaces métalliques monocristallines. Les techniques mises en oeuvre sont la diffraction d'électrons lents (LEED) et la microscopie à effet tunnel (STM) pour l'étude de la croissance ainsi que la spectroscopie à effet tunnel (STS) et la photoémission pour l'étude des propriétés électroniques. Les molécules employées dans le cadre de ce travail sont composées de macrocycles de phtalocyanine et tétraphénylporphyrine. Elles ont été choisies sur la base de l'orbitale contenant le spin moléculaire. Dans un premier cas, une phtalocyanine non métallée 2HPc a été déposée sur une surface monocristalline d'Ag(111). Un transfert de charge du métal vers la molécule conduit à l'apparition d'un effet Kondo à base température observé par STS sur des molécules individuelles ainsi que sur des auto-assemblages. Dans le deuxième cas, nous avons choisi un composé hôte à double plateaux contenant un ion cérium de type 4f. Nous avons mis en évidence l'influence du substrat sur l'effet Kondo. En effet, tandis que nous observons par STS, l'apparition d'une résonance Kondo lorsque la molécule est auto-assemblée sur Ag(111), aucun effet n'est observé sur Cu(111). Les résultats sont discutés en terme d'interactions molécule-molécule et molécule-substrat
In this work, we investigated molecular Kondo effect in two-dimensional supramolecular lattices adsorbed on metallic single crystalline surfaces by means of low-energy electron diffraction (LEED), scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) and photoemission (PES). The molecular compounds used in this PhD thesis have been chosen in regards to their spin orbital. The first molecule under investigation is a metal free phthalocyanine adsorbed on Ag(111). A Kondo effect has been evidenced by STS for single molecules as well as for self-assembly up to one monolayer coverage at low temperature. In that case, the spin originates from charge transfer from the Ag surface to the molecule. The second molecular compound is a double-decker molecule hosting a cerium 4f-ion. In that case, a Kondo resonance is evidenced by STS when it is self-assembled on Ag(111) whereas it is absent on Cu(111). These results are discussed in terms of intermolecular and molecule-metal interactions

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Sala, Leo Albert. "Low-energy Electron Induced Chemistry in Supported Molecular Films." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS438/document.

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Abstract:

Lorsque la matière condensée est soumise à des rayonnements de haute énergie, des électrons secondaires de basse énergie (0-20 eV) sont produits en grande quantité. Ces électrons participent à part entière aux dommages induits dans la matière, incluant les processus d’érosion et de modifications chimiques. Les fragments produits au sein du milieu réagissent et de nouvelles espèces sont formées. Plusieurs domaines d’application sont concernés par ces processus, et plus particulièrement le design de dispositifs par lithographie ou par dépôts assistés par faisceaux focalisés et l’astrochimie. Les enjeux concernent l’identification des mécanismes induits par les électrons lents, le contrôle des fragments réactifs et espèces stables formés, ainsi que la détermination de grandeurs quantitatives permettant d’apprécier l’efficacité des processus impliqués. L’approche développée dans ce travail de thèse consiste à irradier des surfaces et interfaces directement avec des faisceaux d’électrons de basse énergie afin d’étudier les processus induits. Les réponses de films moléculaires supportés modèles (d’épaisseur variable) sont étudiées en fonction de l’énergie incidente des électrons et des doses délivrées. Dans les cas favorables, des méthodologies ont pu être proposées pour accéder à l’estimation de sections efficaces effectives. Pour ce faire, trois techniques expérimentales sont combinées. Les films déposés et les résidus formés sont analysés par spectroscopie de perte d'énergie d’électrons à haute résolution (HREELS) et désorption programmée en température (TPD). Les fragments neutres (et non pas ioniques comme le plus souvent) désorbant sous irradiation sont analysés en masse afin de mener une étude de désorption stimulée par impact d’électrons (ESD).Dans le contexte de la fonctionnalisation de surface, le greffage de centres carbonés hybridés sp2 sur un substrat de diamant poly-cristallin hydrogéné a été réalisé par irradiation électronique d’une couche mince de benzylamine. A 11 eV, le mécanisme dominant implique la dissociation en neutres du précurseur. La section efficace effective de greffage a pu être déterminée par HREELS suite à une unique irradiation, en tirant avantage du profil du faisceau d’irradiation. Dans le contexte de l’astrochimie, la réponse à l’irradiation par électrons lents de glaces d’ammoniac amorphes et cristallisées a été étudiée. La désorption de molécules d’ammoniac a été observée. Elle peut résulter de l’érosion directe du film et de mécanismes de désorption induite par excitation électronique (DIET). Différents processus de fragmentation/recombinaison ont été mis en évidence via la désorption des espèces neutres NHx (x = 1,2), H2 et N2. Une chimie particulièrement riche est induite par irradiation électronique à 13 eV. L’analyse temporelle des rendements ESD a permis la détermination de la section efficace de la désorption de NH3, et l’observation de la formation retardée de N2 et H2. L’analyse TPD des résidus a démontré la synthèse de diazène (N2H2) et d’hydrazine (N2H4) dans le film. Ces résultats peuvent aider à l’élucidation des écarts observés dans les abondances de NH3 et N2 dans les régions denses de l'espace. Enfin, les premiers travaux réalisés pour fonctionnaliser un substrat de façon résolue à l’échelle micrométrique sous irradiation d’électrons lents sont également présentés. La faisabilité de la procédure utilisant un microscope électronique à basse énergie (LEEM) a été démontré sur une monocouche de terphenylthiol (TPT). Des motifs de 5 μm de travaux de sortie différents ont été imprimés en travaillant à des énergies de 10-50 eV. Ensuite la réponse de films modèles de résines lithographiques (PMMA, polyméthacrylate de méthyle) à des irradiations électroniques a été étudiée, afin d’identifier les énergies favorables en vue d’une modification de surface résolue spatialement
High-energy irradiation of condensed matter leads to the production of copious amounts of low-energy (0-20 eV) secondary electrons. These electrons are known to trigger various dissociative processes leading to observed damages including erosion and chemical modifications. The resulting reactive species within the condensed media can also lead to the synthesis of new molecules. This has implications in several applications most especially in the design of lithographic methods, focused beam-assisted deposition, as well as in astrochemistry. In all these applications, it is important to identify the processes induced by low-energy electrons, study the reactive fragments and stable molecules produced to determine possibilities of controlling them, and generate quantitative data to gauge the efficiencies of these processes. The approach developed for this PhD work consists of directly irradiating surfaces and interfaces using low-energy electrons and studying the processes that arise. The responses of different model molecular films (of varying thickness) were studied as a function of incident electron energy and dose. In favorable cases, methodologies proposed herein can be used to estimate effective cross sections of observed processes. Three complementary surface-sensitive techniques were utilized for this purpose. To characterize the deposited films and formed residues, the High Resolution Electron-Energy Loss Spectroscopy (HREELS) and Temperature Programmed Desorption (TPD) were used. Neutral fragments (as opposed to their often-detected ionic counterparts) desorbing under electron irradiation were monitored using a mass spectrometer in a technique called Electron Stimulated Desorption (ESD).Within the context of surface functionalization, the grafting of sp2-hybridized carbon centers on a polycrystalline hydrogenated diamond substrate was realized through electron irradiation of a thin layer of benzylamine precursor deposited on its surface. At 11 eV, the dominant mechanism is proposed to be neutral dissociation of the precursor molecules. The effective cross section of the grafting process was estimated in only a single measurement from the HREELS map of the sample surface, taking advantage of the electron beam profile. Within the context of astrochemistry, on the other hand, the responses of crystalline and amorphous NH3 ices were studied under electron impact. The desorption of intact NH3 was observed which resulted in the direct erosion of the film proceeding through a mechanism consistent with desorption induced by electronic transitions (DIET). Different fragmentation and recombination processes were also observed as evidenced by detected neutral species like NHx (x=1,2), N2, and H2. Aside from desorption, a wealth of chemical processes was also observed at 13 eV. Temporal ESD at this energy allowed for the estimation of the effective cross section of NH3 desorption and observing the delayed desorption of N2 and H2. TPD analysis of the residues also provided evidence of N2H2 and N2H4 synthesis in the film. These results can help explain the observed discrepancies in abundances of NH3 and N2 in dense regions in space. Lastly, this PhD work will present prospects for these electron-induced processes to be constrained spatially in microscopic dimensions for lithographic applications. The feasibility of the procedure utilizing Low-Energy Electron Microscope (LEEM) was demonstrated on a terphenylthiol self-assembled monolayer (TPT SAM) specimen. Spots of 5 μm in diameter with different work functions were imprinted on the surface using energies from 10-50 eV. Electron-induced reactions in thin-film resists (PMMA, poly(methyl methacrylate)) were also studied at low-energy identifying opportunities for energy- and spatially-resolved surface modification

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Gueye, Moussa. "Optomechanical energy conversion and vibrational coherence in biomimetic molecular photoswitches." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAE016/document.

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L'objectif de ce travail consiste à étudier le mécanisme de photo-isomérisation d'une série de commutateurs moléculaires biomimétiques (IP) inspirés de la Rhodopsine (Rho), par spectroscopie d'absorption transitoire. Ce travail comprend également le développement puis l'utilisation d'une expérience d'absorption transitoire avec des impulsions sub-8 fs dédiée à la mesure des cohérences vibrationnelles concomitantes à la photoréactivité des IPs. [...] La description détaillée des deux montages de type pompe-sonde mis en œuvre pour ce travail, ainsi que le détail des analyses et corrections de données expérimentales effectuée ont été décrits. Les deux montages utilisés ont été alimenté par une même source, un laser Ti: saphir amplifié délivrant des impulsions à 800nm d'une durée de 40 fs. le premier est un montage d'absorption transitoire conventionnel permettant l'acquisition des spectres transitoires sur une large gamme de spectrale à l'aide d'un continuum de lumière blanche, avec une résolution de 70fs. Le second montage pompe-sonde dédié à la mesure de cohérence vibrationnelle a été développé au cours de la thèse. Dans ce dernier les impulsions pompes à 800nm sont comprimés d'une durée de 8fs, à l'aide d'un compresseur composé de fibre creuse contenant du gaz (Néon). Une conversion de fréquence permet de générer une impulsion centrée à 400 nm de largeur spectrale correspondant `a une durée de 8 fs. Un balayage rapide du délai entre la pompe et la sonde est mis en œuvre pour supprimer de manière efficace l’effet dominant du bruit à basse fréquence de l’intensité de la pompe sur les signaux d’absorption transitoire. [...]
The research presented durind this Phd work address one of the paradigms of atomic/molecular physics of modern era, namely the Born-Oppenheimer approximation. The chemical processes on the atomics level has been reliying on the ability to separate fast electron motion from that of heavy nuclei. We focus in the so called conical intersection (CI), whereby molecular isomerization proceed over timescale clearly violating this paradigmatic approximation. Arguably, the most spectacular example of such process is the primary photochemical event in vision. The key aspect of these ultrafast, and often remarkably efficient, transitions is the conversion of optical energy into mechanical energy through coherent channels, that is with negligible loss of energy due to the random dissipation. This work in many aspects expands on the scope and offers a very challenging, et attractive, endeavour into vibrational coherence of complex molecule in solution. Molecular complexity was primarely motivated by wide applicablity of research on synthetic molecules that mimic the photoreaction of Rhodopsin (Rho), to date the fastest and most efficient optomechanical photoswitch. To this end, we have developed and used a state-of-art ultrafast time domain vibrational coherence spectrometer (VCS), allowing sub-10 fs resolution, hence vibration windows up to 3000 cm-1. Such combinaison unlocks to new ways to control over chemical reactions, whereby mechanistic forces precede rather than outpley thermal fluctuations. This concept transcends chemistry, and as a matter pf example, it has only begun to be exploited in material science. [...]

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Jiang, Tingming. "Adsorption of chalcogen-based aromatic organic molecules on metal and dielectric surfaces by self-assembly and molecular beam expitaxy." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS581.

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Abstract:

Dans cette thèse, on a étudié la formation de monocouches auto-assemblées de différentes molécules de chalcogénure et de films minces de semiconducteurs organiques. Leurs caractéristiques électroniques et structurelles ont été étudiées principalement par la spectroscopie de photoélectron à rayons X à base de rayonnement synchrotron, la spectroscopie d’adsorption de rayons X à proximité de seuil, la microscopie à force atomique et la diffraction d'électrons à faible énergie. En outre, les caractéristiques d'adsorption du sélénium et du soufre ont été étudiées comme complément à l'étude des adsorptions des molécules comportant des atomes de chalcogène. Le XPS à haute résolution a été utilisé pour enquêter sur les monocouches auto-assemblées de benzèneselénol et de sélénophène sur Cu (111). L'étude détaillée des pics caractéristiques des niveaux du coeur a démontré l'existence de différents sites d'absorption des molécules et aussi avec les mesures NEXAFS l'apparition du clivage de la liaison Se-C. Ces conclusions sont étayées par l'étude de l’adsorption de sélénium atomique montrant également différents sites d'absorption pour le sélénium atomique avec différents environnements chimiques basés sur une étude XPS haute résolution des spectres caractéristiques Se3d, Se3p et l'imagerie LEED. On a étudié les adsorptions de molécules de polythiophène (nT, n = 1-4, 6) ainsi que pour le α, ω-diquaterthiophène (DH4T) et le dihexylsexithiophène (DH6T) sur les films Au (111) et films de Au sur le mica. Les résultats indiquent que les pics XPS S2p ont des contributions de molécules intactes sur différents sites d'adsorption et des molécules cassées. Ces conclusions sont étayées par les calculs DFT existants. La dissociation spontanée apparaît dans une mesure variable dans différents cas, ce qui pourrait être lié à différentes morphologies de surface, à l'existence de défauts et à la réactivité différentes liés a ces défauts. Des films ultra-minces d'α-sexithiophène (6T) ont été déposés sur des surfaces planes de CaF2 (111) / Si (111) et sur des surfaces striées de CaF2 (110) / Si (001) par épitaxie par faisceau moléculaire. L'image AFM de 6T sur CaF2 (111) montre de grandes îles avec des terrasses plates sans préférence dans le plan, tandis que des îlots étroits et allongés suivant l'ondulation du substrat sont formés pour 6T sur CaF2 (110). Les spectres XPS et NEXAFS indiquent que les interactions entre 6T et les surfaces sont négligeables et que les molécules s'alignent avec leur long axe perpendiculaire aux surfaces pour les deux cas
In this thesis, formation of self-assembled monolayers of different chalcogenide molecules and organic semiconductor thin films was investigated. Their electronic and structural characteristics have been investigated primarily by synchrotron based X-ray photoelectron, near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy, Atomic force microscopy and low energy electron diffraction. In addition, the adsorption characteristics of selenium and sulfur were studied as a complement to the study of adsorptions of chalcogen headgroup molecules. The high resolution XPS was employed to investigate the self assembled monolayers of benzeneselenol and selenophene on Cu(111). The detailed study of characteristic core level peaks demonstrated the existence of different absorption sites of the molecules and also along with NEXAFS measurements the occurrence of Se-C bond cleavage. These conclusions are supported by the study of atomic selenium adsorptions showing also different absorption sites for the atomic selenium with different chemical environments based on high resolution XPS study of characteristic Se3d, Se3p spectra and LEED imaging. The adsorptions of polythiophene molecules (nT, n=1-4, 6) as well as for α, ω-diquaterthiophene (DH4T) and dihexylsexithiophene (DH6T) on Au(111) and Au films grown on mica was studied. The results indicate that the XPS S2p peaks have contributions from intact molecules on different adsorption sites and broken molecules complemented. These conclusions are supported by existing DFT calculations. Spontaneous dissociation appears to a variable extent in different cases, which could be related to different surface morphologies, existence of defects and ensuing differences reactivity.α-Sexithiophene (6T) ultrathin films were grown on CaF2(111)/Si(111) planar surfaces and on CaF2(110)/Si(001) ridged surfaces by molecular beam epitaxy. The AFM image of 6T on CaF2(111) shows large islands with flat terraces without in-plane preference, while narrow and elongated islands following the substrate corrugation are formed for 6T on CaF2(110). XPS and NEXAFS spectra indicate that the interactions between 6T and surfaces are negligible, and the molecules align with their long axis perpendicular to the surfaces for both cases

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Delahaye, Thibault. "Contribution aux méthodes de calcul de spectres moléculaires à partir de surfaces ab initio : application à l'éthylène et au méthane." Thesis, Reims, 2014. http://www.theses.fr/2014REIMS013/document.

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Abstract:

Les travaux présentés dans ce manuscrit sont consacrés à l'étude des molécules d'éthylène C2H4 et de méthane CH4 pour des applications planétologiques et astrophysiques. La première partie de ce travail de thèse concerne la construction de surfaces ab initio (surface d'énergie potentielle et surfaces de moment dipolaire) pour l'éthylène. Une procédure permettant la détermination précise de la géométrie d'équilibre de cette molécule a été mise en place, car elle conditionne en partie la précision sur les niveaux rotationnels. Dans la seconde partie, ces surfaces ont été utilisés pour le calcul des niveaux d'énergie vibrationnels de l'éthylène et des isotopologues 12C2D4, 13C2H4 et 13C12CH4 par calcul variationnel, ainsi que l'étude des positions et intensités de raies pour les molécules 12C2H4 et 13C12CH4. Ces nouvelles surfaces ont permis des avancées significatives pour la prédiction variationnelle ab initio des spectres de l'éthylène. L'extension de ces calculs à l'étude de ces spectres à des températures élevées, pour des applications astrophysiques, a été pour la première fois abordée. La dernière partie concerne la construction non empirique d'un modèle effectif pour le moment dipolaire du méthane à partir de surfaces ab initio. Pour cela, une technique algébrique, basée sur la méthode des Transformations de Contact, et développée au sein de notre équipe pour les molécules triatomiques, a été pour la première fois étendue au cas des molécules penta-atomiques. L'ensemble de ces résultats a été confronté aux informations présentes dans les bases de données spectroscopiques, ce qui a permis de valider nos différentes approches
The work presented in this manuscript is devoted to the study of ethyleneC2H4 and methane CH4 for planetological and astrophysical applications. The first part of this thesis concerns the construction of ab initio surfaces (potential energy surface and dipole moment surfaces ) for ethylene molecule. A procedure for the accurate determination of the equilibrium geometry in this molecule has been established, because it determines partially the accuracy of the rotational levels. In the second part, these surfaces were used to calculate the vibrational energy levels of ethylene and isotopologues 12C2D4, 13C2H4 and 13C12CH4 by variational calculations, and the study of the line positions and line intensities for 12C2H4 and 13C12CH4 molecules. These new surfaces have led to significant advances in ab initio variational predictions of ethylene spectra. For the first time, the extension of these calculations to the study of spectra at high-temperatures, for astrophysicalapplications were addressed. The last part concerns the non-empirical constructionof effective models for the dipole moment of methane from ab initio surfaces. For thisstudy, an algebraic technique based on the Contact Transformations approach, and developed in our team for triatomic molecules has been extended to the case of penta-atomic molecules for the very first time. All of these results was confronted with informations in spectroscopic databases, which were used to validate our approaches

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Diouf, Mouhamed. "Synthèse de nanoparticules par ablation laser en liquide et étude de leurs propriétés optiques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00850690.

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Abstract:

De nombreux domaines, tels que le biomédical, la micro-fluidique ou l'optique quantique, sont demandeurs de nanoparticules présentant des propriétés optiques spécifiques. L'ablation laser en liquide, PLAL (Pulsed Laser Ablation induced in Liquid) est une méthode de synthèse permettant d'élaborer rapidement des nanoparticules dans une large gamme de matériaux, et donc de tester la conservation ou la modification des propriétés optiques originales identifiées dans certains matériaux lorsque l'on passe aux tailles nanométriques (scintillation, thermoluminescence, photo-stimulation, haut rendement de luminescence...). Dans ce travail de thèse la synthèse, la caractérisation optique et structurale de nanoparticules dopées a été développé. Différents types de matériaux ont été testés dont l'oxyde de gadolinium dopé, l'yttrium aluminium garnet (YAG), l'alumine etc. Cela a permis de montrer la faisabilité et la potentialité de cette technique d'élaboration sur différents matériaux. Par ailleurs un outil de diagnostic du plasma par spectroscopie optique résolue en temps a été mis en place afin de comprendre les processus des croissances des particules formées.

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Alikhani, Mohammad Esmaïl. "Etude par spectroscopie de diffusion raman du piegeage de trois especes isotopiques de dihydrogene en matrice de gaz rares et d'azote : interpretation theorique des perturbations spectrales observees dans les gaz rares." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066015.

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Comparaison des positions des raies des especes monomeres (h::(2),hd::(1),d::(2)) piegees dans des gaz rares (ar,kr,xe) aux valeurs calculees selon plusieurs modeles plus ou moins elabores. Bon accord pour h::(2) et d::(2); necessite d'un terme de couplage rotation-translation pour expliquer le deplacement vers les hautes frequences de la raie s::(0)(0) de hd. Interpretation des spectres d'agregats, observes apres recuits, par un modele d'oscillateurs couples : bon accord avec l'experience pour un taux ortho/para variable de h::(2) et d::(2) pour un agregat contenant au moins cinq molecules

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Mantisi, Boris. "Réponse vibrationnelle basse fréquence des verres de silice : modélisation et spectroscopie RAMAN." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00934253.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'étude et le comportement mécanique et vibrationnel du verre de silice. Des méthodes de dynamique moléculaire classique sont appliquées pour modéliser le verre à l'aide d'un potentiel BKS tronqué. La validité du modèle est testée au travers de comparaisonsstructurales et dynamiques avec des expériences de diffusion de rayons X et de neutrons. L'échantillon numérique est sollicité mécaniquement, et sa réponse à la déformation (compression hydrostatique, cisaillement à volume ou à pression cnostante dans les régimes élastiques et au-delà de la limite d'élasticité) est étudiée dans le cadre de la théorie classique de l'élasticité. L'utilisation de la dynamique moléculaire nous a permis de nous orienter vers une approche microscopique via l'étude du déplacement non-affine, qui semble expliquer des comportements macroscopiques encore peu décrits dans la littérature. En particulier, l'origine de l'anomalie du module de compressibilité dans la silice a pu être reliée à un comortement micro-plastique, et la courbe de charge (limite du domaine élastique) a été obtenue. En complément aux chargements mécaniques, des études expérimentales de spectroscopie Raman sous cellule enclume diament ont été réalisées et comparées aux spectres Raman modélisés à partir de configuration de silice chargées mécaniquement. Enfin, nous avons ou discuter de la validité de la description théorique ainsi que ses limites.

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Trcera, Nicolas. "Etude de la structure de verres magnésio-silicatés : approche expérimentale et modélisation." Phd thesis, Université Paris-Est, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00481945.

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Abstract:

Le magnésium est l'un des quatre éléments majeurs sur Terre. Il est présent dans différentes proportions dans les verres industriels et naturels (jusqu'à 30 poids% dans les komatiites, verres ultramafiques d'âge archéen). Sa présence semble influencer les propriétés physico-chimiques des verres et tout spécialement leur durabilité. Malgré ce comportement, le magnésium a été relativement peu étudié dans les verres et les études précédentes ont conduit à des contradictions sur son environnement (coordinence 4 et 6 par RMN et en coordinence 5 par diffraction des neutrons). Dans le but de lever ces contradictions, l'étude de la structure des verres magnésio-silicatés et de l'environnement du magnésium a été réalisée en utilisant deux méthodes complémentaires : la spectrométrie Raman et la spectroscopie d'absorption des rayons X. La spectroscopie Raman permet d'obtenir des informations sur la structure des verres telle que la connectivité du réseau silicaté, la variation des angles Si-O-Si ou la modification de la taille des anneaux de silicium. Plus précisément, les variations de la région des spectres Raman comprise entre 800 et 1400 cm-1 illustrent l'évolution du degré de polymérisation des verres en fonction du taux de magnésium, du taux de silicium et de la nature de l'alcalin modificateur de réseau. La spectroscopie d'absorption des rayons X au seuil K du magnésium nous a permis d'accéder à l'environnement spécifique autour de cet ion. Les spectres XANES des verres ont été comparés à ceux de références cristallines contenant du magnésium dans différents environnements (coordinence et nature des voisins notamment). Pour aller au-delà de la méthode dite " d'empreinte digitale ", et extraire des informations structurales pertinentes, les spectres XANES des cristaux et des verres ont été calculés. Les calculs ont été réalisés avec un code basé sur une méthode en ondes planes, dans l'espace réciproque avec l'utilisation de potentiel non muffin-tin. L'utilisation des calculs a permis de mettre en évidence des paramètres structuraux pertinents pour expliquer la position des structures XANES. Pour les verres, les structures initiales utilisées pour les calculs ont été obtenus par dynamique moléculaire classique puis relaxée de façon ab initio. L'environnement du magnésium (coordinence/distorsion) peut varier en fonction de la composition du verre. De ce fait, les interprétations classiquement réalisées des spectres Raman des verres doivent être considérées avec précaution

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Di, Stefano Anna Luisa. "Molecular markers of gliomas : implications for diagnosis and new target therapies." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066015.

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Abstract:

Le travail de thèse est dédié à la caractérisation de fusions spécifiques oncogéniques entre les gènes FGFR et TACC dans les gliomes. Nous avons analysé 907 gliomes pour la présence du gène de fusion FGFR3-TACC3. Nous avons montré que les fusions FGFR3-TACC3 ne touchent que les gliomes IDH wild-type (3%), sont mutuellement exclusives avec l'amplification de EGFR et avec la forme tronquée EGFRvIII et inversement, sont associées à l'amplification de CDK4 et de MDM2 et à la délétion du 10q. Les fusions FGFR3-TACC3 sont associées à une expression intense et diffuse de FGFR3 en immunohistochimie (IHC) et l'IHC pour FGFR3 est un marqueur prédictif très sensible de la présence des fusions FGFR3-TACC3. Les patients porteurs d'une fusion FGFR3-TACC3 ont une survie globale significativement plus longue comparés aux patients avec gliome IDH wild-type. Nous avons traité deux patients porteurs d'un gène de fusion FGFR3-TACC3 avec un inhibiteur tyrosine-kinase (TK) spécifique pour FGFR et nous avons observé une stabilisation de maladie et une réponse mineur chez un patient. Dans la deuxième section nous avons optimisé une nouvelle séquence de spectroscopie différentielle-MEGA-PRESS-pour la détection de l'oncometabolite 2-hydroxyglutarate (2 HG) qui s'accumule de manière spécifique dans les gliomes IDH mutés. Nous avons analysé de façon prospective une cohorte de 25 patients avant chirurgie pour probable gliome de grade II et grade III. Nous avons trouvé que la MEGA-PRESS est hautement spécifique (100%) et sensible (80%) dans la prédiction de la présence de la mutation IDH. Son taux est corrélé aux concentrations de 2 HG mesurés sur tissu congelé par spectrométrie de masse (GC-MS/MS)
This work is devoted to the characterization of a specific oncogenic fusion between FGFR and TACC genes in gliomas. Overall, we screened 907 gliomas for FGFR3-TACC3 fusions. We found that FGFR3-TACC3 fusions exclusively affect IDH wild-type gliomas (3%), and are mutually exclusive with the EGFR amplification and the EGFR vIII variant, whereas it co-occurs with CDK4 amplification, MDM2 amplification and 10q loss. FGFR3–TACC3 fusions were associated with strong and homogeneous FGFR3 immunostaining. We show that FGFR3 immunostaining is a sensitive predictor of the presence of FGFR3-TACC3 fusions. FGFR3-TACC3 glioma patients had a longer overall survival than those patients with IDH wild-type glioma. We treated two patients with FGFR3–TACC3 rearrangements with a specific FGFR-TK inhibitor and we observed a clinical improvement in both and a minor response in one patient. In the second section, we developed a non-invasive diagnostic tool by 1H-magnetic resonance spectroscopy in IDH mutant gliomas. We optimized a uniquely different spectroscopy sequence called MEGA-PRESS for the detection of the oncometabolite 2-hydroxyglutarate (2 HG) that specifically accumulates in IDH mutant gliomas. We analysed a prospective cohort of 25 patients before surgery for suspected grade II and grade III gliomas and we assessed specificity and sensitivity, correlation with 2 HG concentrations in the tumor and associations with grade and genomic background. We found that MEGA-PRESS is highly specific (100%) and sensitive (80%) for the prediction of IDH mutation and correlated with 2 HG levels measured by gas chromatography-tandem mass spectrometry (GC-MS/MS) in frozen tissue

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Perraud, Simon. "Etude de puits quantiques semiconducteurs par microscopie et spectroscopie à eﬀet tunnel." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00606632.

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Abstract:

Des puits quantiques à base d'hétérostructures In0.53 Ga0.47 As/In0.52 Al0.48 As, fabriqués par épitaxie par jets moléculaires sur substrats InP(111)A, sont étudiés par microscopie et spectroscopie à eﬀet tunnel à basse température et sous ultra-vide. La première partie est consacrée à une étude de la surface épitaxiée (111)A de In0.53 Ga0.47 As de type n. Il est découvert que le niveau de Fermi de surface est positionné dans la bande de conduction, à proximité du niveau de Fermi de volume, et peut être partiellement contrôlé en variant la concentration d'impuretés de type n dans le volume. Ce résultat est conﬁrmé en déterminant la relation de dispersion de la bande de conduction en surface. Un tel dépiégeage partiel du niveau de Fermi de surface indique que la densité d'états de surface accepteurs est faible. Il est proposé que ces états proviennent de défauts ponctuels natifs localisés à la surface. La deuxième partie, basée sur les résultats obtenus dans la première partie, est consacrée à une étude de puits quantiques In0.53 Ga0.47 As de surface, déposés sur des barrières In0.52 Al0.48 As selon la direction (111)A. Les mesures sont conduites sur la surface épitaxiée (111)A du puits quantique In0.53 Ga0.47 As, de manière à pouvoir sonder à l'échelle du nanomètre la distribution de densité locale d'états électroniques dans le plan du puits quantique. Il est conﬁrmé que des sous-bandes électroniques sont formées dans le puits quantique, et que la concentration d'électrons dans le puits peut être contrôlée du fait du dépiégeage partiel du niveau de Fermi de surface. Il est découvert qu'un phénomène de percolation d'états localisés survient dans la queue de chaque sous-bande, ce qui indique la présence d'un potentiel désordonné dans le puits quantique. Les seuils de percolation sont déterminés en utilisant un modèle semi-classique. L'origine du potentiel désordonné est attribuée à une distribution aléatoire des défauts ponctuels natifs à la surface du puits quantique. Il est également découvert qu'un état lié apparaît au bas de chaque sous-bande à proximité d'un défaut ponctuel natif de type donneur. L'énergie de liaison et le rayon de Bohr des états liés peuvent être directement déterminés. De plus, il est démontré que l'énergie de liaison et le rayon de Bohr sont fonctions de l'épaisseur du puits quantique, en accord quantitatif avec des calculs variationnels d'impuretés dans le modèle de l'atome d'hydrogène.

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Brazda, Petr. "Preparation of Fe2O3/SiO2 nanocomposites from molecular precursor by the sol-gel method and the doping of iron (III) by trivalent metal cations." Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6289.

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Abstract:

Les travaux que nous présentons dans cette thèse se concentrent sur la préparation de nanocomposite de silice sol-gel amorphe comme matrice de synthèse de nanocristaux de epsilon-Fe2O3 purs. La souplesse du procédé de synthèse nous a permis d’envisager et de réaliser la substitution partielle et raisonnée du fer par l’aluminium et gallium. Pour cela nous avons élaboré les nanocomposites Al0. 25Fe1. 75O3/SiO2, Al0. 50Fe1. 50O3/SiO2, Al0. 75Fe1. 25O3/SiO2, Ga0. 25Fe1. 75O3/SiO2, Ga0. 50Fe1. 50O3/SiO2 and Ga0. 75Fe1. 25O3/SiO2. Nous avons pu grâce à la maitrise de la synthèse du précurseur et des traitements thermiques raisonnés déterminer les conditions optimales permettant de préparer presque pure une phase métastable de l’oxyde de fer, la phase e-Fe2O3. La majorité d'échantillons substitués n'a pas contenu d'autre que la phase epsilon. Les mesures de spectroscopie par RMN à 4. 2K nous ont permis de voir sous un autre angle les attributions des sous spectres de spectroscopie Mössbauer et d’expliquer plus finement le lien entre données structurales et propriétés magnétiques de epsilon-Fe2O3
Presented work is focused on preparation of nanocomposite of epsilon-Fe2O3 crystallites embedded in amorphous SiO2 matrix using new sol-gel technique. Another aim of our study was to prepare epsilon iron(III) oxide with part of iron atoms substituted by diamagnetic aluminium or gallium atoms. From this reason nanocomposites of compositions of Al0. 25Fe1. 75O3/SiO2, Al0. 50Fe1. 50O3/SiO2, Al0. 75Fe1. 25O3/SiO2, Ga0. 25Fe1. 75O3/SiO2, Ga0. 50Fe1. 50O3/SiO2 and Ga0. 75Fe1. 25O3/SiO2 were prepared. Thanks to the optimal conditions, the non-substituted samples prepared were very pure. The majority of substituted samples did not contain other than epsilon phase. The anisotropy of hyperfine fields at 4. 2 K observed by NMR spectroscopy led to an alternative assignment of the subspectra in Mössbauer spectrum of epsilon phase. Fine structure of Mössbauer spectra induced by the substitution permitted a deeper understanding of the relationship between structure and magnetic properties of epsilon-Fe2O3

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Thaunay, Florian. "Développement de champs de forces polarisables et applications à la spectroscopie vibrationnelle." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX037/document.

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Abstract:

La spectroscopie de dissociation par absorption de photons infrarouges (IRPD) permet d’obtenir les signatures vibrationnelles d’espèces chargées en phase gazeuse, telles que de petits peptides ou des ions hydratés dans des agrégats d’eau. L’attribution des modes de vibration pour établir une relation entre le spectre expérimental et une structure moléculaire est une tâche délicate et nécessite le recours à la modélisation moléculaire.Ce manuscrit présente un ensemble d’outils théoriques pour le calcul et l’attribution de spectres vibrationnels, basée principalement sur la dynamique moléculaire classique et le champ de forces polarisable AMOEBA, ainsi que son application à des ions gazeux de tailles diverses. Les ions hydratés dans des agrégats d’eau M(H2O)n (n allant de 6 à 100) sont caractérisés par une dynamique importante, et leur spectre expérimental ne peut pas être décrit par une seule structure. La signature des peptides évolue avec la température et les effets d’anharmonicité dynamique. Ils peuvent également être le siège de mécanismes de transfert de proton, présentant une signature vibrationnelle très caractéristique.La surface d’énergie potentielle de ces systèmes est explorée par la dynamique moléculaire classique en trajectoires individuelles ou avec échange de répliques, afin d’engendrer des structures énergétiquement stables. Pour les plus petits systèmes, les méthodes quantiques DFT et post-HF sont utilisées pour confirmer les structures de plus basse énergie, calculer leurs spectres IR statiques et proposer des attributions des modes de vibration. Pour les plus systèmes de plus grandes tailles, c’est-à-dire les ions dans des gouttes d’eau de plusieurs dizaines de molécules, la simulation des spectres IR à température finie est basée sur la transformée de Fourier de la fonction d’autocorrélation du moment dipolaire (DACF), calculée pour une trajectoire de dynamique moléculaire classique. Cette méthode n’offrant pas d’accès direct aux modes normaux de vibration, nous avons implémenté une méthode d’attribution dynamique, basée sur la Driven Molecular Dynamics (DMD) et couplée au DACF. La combinaison AMOEBA/DACF/DMD a été utilisée pour reproduire et attribuer le spectre du dipeptide Ace-Phe-Ala-NH2, et ceux d’ions hydratés dans des agrégats d’eau.Enfin, la signature vibrationnelle d’un transfert de proton ne peut être décrite, ni par des méthodes statiques quantiques, ni par la dynamique classique. Sa modélisation a nécessité le développement d’un modèle Empirical Valence Bond (EVB) à deux états, couplé au champ de forces polarisable AMOEBA. Le modèle EVB a été implémenté dans la suite logicielle Tinker. Il permet de reproduire le comportement dynamique du transfert de proton au sein de petits peptides et de diacides déprotonés, ainsi que la signature spectroscopique observée expérimentalement.Une partie importante des applications de ces développements concerne des ions simples hydratés dans des nano-gouttelettes, et en particulier l’ion sulfate de grande importance environnementale. Nous avons pu reproduire de façon satisfaisante, pour la première fois, les spectres d’agrégats contenant jusqu’à 100 molécules d’eau. Le principal contributeur à cette spectroscopie expérimentale est l’équipe d’E. Williams à l’université de Californie à Berkeley. Nous avons établi avec eux une collaboration pour compléter ce travail en modélisant les spectres IR d’ions sulfates hydratés [SO4(H2O)n=9-36]2-, dont ils ont obtenu les signatures expérimentales
Spectroscopy dissociation by absorption of infrared photons (IRPD) provides vibrational signatures of charged species in the gas phase, such as small peptides or hydrated ions in water clusters. The vibrational normal modes assignment to establish a relationship between the experimental spectrum and molecular structure is a delicate task and requires the use of molecular modeling.This manuscript presents a set of theoretical tools for calculation and assignment of vibrational spectra, based mainly on classical molecular dynamics and polarizable AMOEBA force field, and its application to gaseous ions of various sizes. Hydrated ions in water clusters M(H2O)n (n in 6-100 range) are characterized by a dynamic behavior, and their experimental spectrum can not be described by a single structure. The signature of peptides changes with temperature and dynamic anharmonicity effects. They can also be the site of proton transfer mechanisms, with a very characteristic vibrational signature.The potential energy surface of these systems is explored by classical molecular dynamics in individual trajectories or replica exchange to generate energetically stable structures. For smaller systems, quantum methods, as DFT and post-HF, are used to confirm the lowest energy structures, calculate their static IR and propose normal modes assignments. For larger systems, i.e ions in water drops of several tens of molecules, the simulation of IR spectra at finite temperature is based on the Fourier transform of the autocorrelation function of the dipole moment (DACF), calculated during a classical molecular dynamics trajectory. As this method does not allow direct access to the vibrational normal modes, we implemented a method of dynamic assigments, based on the Driven Molecular Dynamics (DMD) and coupled to the DACF. The combination AMOEBA /DACF / DMD was used to reproduce and assign the spectrum of the dipeptide Ace-Phe-Ala-NH2, and those of hydrated ions in water clusters.Finally, the vibrational signature of a proton transfer can not be described by quantum static methods or by classical dynamics. Its modeling required the development of a two states Empirical Valence Bond Model (EVB), coupled with AMOEBA polarizable force field. The two states EVB model was implemented in the software TINKER. It can reproduce the dynamic behavior of proton transfer in small peptides and deprotonated acids, as well as the spectroscopic signatures observed experimentally.An important part of the applications of these developments relates simple hydrated ions in nano-droplets, and in particular the sulfate ion of great environmental importance. We were able to reproduce satisfactorily, for the first time, the spectra of clusters containing up to 100 water molecules. The main contributor to this experimental spectroscopy is the team of E. Williams from the University of California of Berkeley. We have established cooperation with them to complete this work by modeling the IR spectra of hydrated sulfates ions [SO4(H2O) n=9-36]2-, for which they obtained experimental signatures

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Foulet-Fonseca, Gloria. "Etude par spectroscopie vibrationnelle des complexes méthylcarbyniques et méthylcarbéniques de chrome." Paris 13, 1987. http://www.theses.fr/1987PA132028.

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Abstract:

Etude en particulier de complexes, du type br(co)::(4)crcch::(3), br(co)::(4)crcchd::(2) et d'une série de mélanges isotopiques. Mise en évidence de la non-équivalence des liaisons c-h du groupe methyle. Etablissement d'un champ de forces pour les complexes méthylcarbyniques

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Nguyen, Thi Hai Van. "Spectroscopie d'émission d'un plasma crée par des décharge couronne dans l'hélium." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT002/document.

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Abstract:

La spectroscopie d’émission est un outil puissant pour obtenir des informations sur lesprocessus microscopiques dans un plasma de décharge hors-équilibre (décharge couronne)dans des milieux denses tels que le gaz supercritique à haute pression et les liquides. Lesobservations spectroscopiques de la lumière émise à partir d'une zone d'ionisation créée parune décharge entre une pointe fine et un plan sont utilisées pour caractériser l'environnementlocal des atomes ou des molécules émettrices. Les caractéristiques spectrales observablesétant sensibles à l'environnement immédiat de l'espèce émettrice, rend la spectroscopieoptique très utile pour l'étude du plasma hors-équilibre en fonction des paramètres du milieu(pression et température).Dans ce travail, nous avons étudié les caractéristiques courant-tension et lacomposition spectrale d’un cryoplasma initié par une décharge couronne dans l'hélium liquideet gazeux à des températures cryogéniques. Ces expériences ont été effectuées pour un certainnombre de températures fixes de 300 K à 4,2 K dans une plage de pression de 0,1 à 10 MPa.Ces conditions couvrent une large région des états thermodynamiques de la matière avec unedensité d'environ 1019 cm-3 pour le gaz à une densité de 2*1022 cm-3 pour le liquide
Fluorescence spectroscopy is a powerful tool to obtain information on microscopicprocesses in non-equilibrium discharge plasma (corona) in dense media such as high pressuresupercritical gas and even liquids. Spectroscopic observations of the light emitted from anionization zone near a tip electrode can be used to determine structural information of thelocal environment of the emitting atoms or molecules. The spectral features observable aresensitive to the immediate surroundings of the emitting species, which makes emissionspectroscopy very useful for study of the cold nonequilibrium plasma varying the pressureand the temperature.In this work, we have studied the current-voltage characteristics and spectralcomposition of helium cryoplasma initiated with a corona discharge in gaseous and liquidhelium. A cryoplasma has been realized in laboratory conditions using corona discharge ingaseous and liquid Helium at cryogenic temperatures of the matter. Experiments were carriedout at a number of fixed temperatures from 300 K down to 4.2 K within the pressure range0.1÷10 MPa. The conditions covered a wide region of thermodynamic states of the mattersuch as from a gas with density of ~1019 cm-3 up to liquid Helium with density of 2*1022cm-3

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Dissertations / Theses on the topic 'Molecular spectroscopie'

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