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Dissertations / Theses on the topic 'Surfaces moléculaires'
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Sanner, Michel. "Sur la modélisation des surfaces moléculaires." Mulhouse, 1992. http://www.theses.fr/1992MULH0245.
Full textAbstract:
Nos travaux apportent des solutions nouvelles à différents problèmes liés à la simulation des interactions moléculaires. Nous présentons une étude des surfaces de Lee-Richards et Connolly et nous définissons la surface réduite duale de la surface de Lee-Richards. Nous proposons deux algorithmes de modélisation d'une surface moléculaire, l'un basé sur la notion de surface de séparation, l'autre construisant la surface de Connolly à partir de la surface réduite. Nous prouvons des propriétés du diagramme de Delaunay qui montrent son intérêt en modélisation moléculaire et nous présentons un algorithme de calcul d'un ensemble de tétraèdres inscrits dans les sphères de Delaunay. Nous montrons que, sous certaines conditions sur l'ensemble des sphères, il existe un algorithme permettant le calcul de ce diagramme en un temps en 0(n logn). Nous modélisons les cavités moléculaires à l'aide de sphères obtenues à partir des sphères de Delaunay. Ce modèle contient toutes les sphères maximales et permet de différencier les cavités internes des cavités débouchantes. Enfin, nous présentons une nouvelle méthode d'évaluation de l'aire de la surface de contact de deux molécules. Elle permet de distinguer les surfaces en contact de celles rendues inaccessibles au solvant
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Pace, Giuseppina. "Self-assembly of functional molecules at surfaces." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/PACE_Giuseppina_2007.pdf.
Full textAbstract:
Les nanotechnologies tendent à générer et exploiter de nouvelles structures ayant une taille caractéristique allant de 1 à 100 nanomètres, ceci dans le but de fabriquer des matériaux fonctionnels ainsi que des composants électroniques. Durant les dernières décennies, un effort a été particulièrement dévolu à la création et l’étude de composants électroniques de taille extrêmement réduite utilisant des molécules individuelles en tant que composants électroactifs, ce domaine de recherche s’appelle l’électronique moléculaire. Ce travail de thèse s’inscrit dans ce contexte scientifique et est plus particulièrement focalisé sur la caractérisation physico-chimique à l’échelle du nanomètre des propriétés de commutation de molécules modèles pour, à terme, les implémenter au sein de composants moléculaire. Au long de ce travail, nous nous sommes appliqué à étudier les conditions requises pour qu’une molécule chimisorbée au sein d’une monocouche auto-assemblée (ou SAM pour Self Assembled Monolayer) puisse se comporter comme un interrupteur. Un interrupteur moléculaire peut-être défini comme une molécule ayant la capacité de changer son état de manière contrôlée, ceci résultant d’un stimuli externe physique ou chimique comme par exemple la lumière, un changement de pH, la coordination réversible d’ions ou l’application d’un potentiel. Un des principaux challenges de l’électronique moléculaire est de préserver les caractéristiques commutatrices de ces molécules lorsqu’elles sont adsorbées sur des substrats solides. Nous avons donc focalisé notre attention sur des interrupteurs moléculaires pouvant s’ancrer sur des substrats solides tout en formant des auto-arrangements bidimensionnels. Les monocouches d’organothiols auto-assemblées sur des surfaces cristallines d’or se sont avérées être de bons candidats puisqu’elles sont connues pour leur grande stabilité sous environnement inerte, ainsi que pour leur grande reproductibilité et leur ordre à grande distance (jusqu’à quelques centaines de nanomètres). De plus, au vue de leurs propriétés physico-chimiques contrôlées, les monocouches d’organothiols représentent de bons éléments pour le développement de « biosensors » ou plus généralement de l’électronique moléculaire[. . . ]This work is aimed at establishing a correlation between molecule-substrate and molecule-molecule interactions in view of the future implementation of nano-electronic devices based on unctional molecules. In particular, we studied the self-assembly behaviour of organic thiols functionalized molecules holding potential to act as switches on solid substrates. We focused on the isomerization of azobenzene based Self-Assembled Monolayers (SAMs) on gold substrates. A fine tuning of interchain interactions within the SAM made it possible to obtain high yield of isomerization. We also devised a new method to isolate individual functional molecules in a host SAM. In the final chapter we present our studies on the self-assembly properties of grid-like supramolecular architectures. Sub-molecularly resolved Scanning Tunneling Microscopy studies offered direct insights into structural and dynamic properties of the monolayers
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Jaouen, Maud. "Propriétés optiques de monocouches moléculaires auto-assemblées sur surfaces métalliques." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112307/document.
Full textAbstract:
Les azobenzènes sont des molécules photochromes très étudiées, leurs propriétés de photoisomérisation donnent notamment lieu à d’importants phénomènes de transport de matière photoinduit en milieu polymère. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre les différents paramètres régissant de tels effets photomécaniques. Pour ce faire, nous avons entrepris des études sur des monocouches de dérivés azobenzenes auto-assemblés ou SAMs (Self-Assembled Monolayers) sur substrats d’or atomiquement plans, de façon à pouvoir réaliser à la fois des caractérisations d’ensemble (propriétés de mouillage : mesures d’angles de contact) ou des caractérisations à l’échelle de la molécule individuelle (par microscopie à effet tunnel, STM). Nous avons choisi le système d'un alcane thiol fonctionnalisé par un azobenzène pour bénéficier de la facilité que possèdent les alcanes thiols à former des SAMs hautement organisées. L'autre avantage que propose ce système est de pouvoir jouer avec la longueur de la chaîne carbonée, ce qui permet d'espacer plus ou moins le groupe photo-actif de la surface métallique du substrat d'or. Ainsi ces systèmes paraissent bien adaptés pour identifier l’influence de paramètres tels que (1) les phénomènes de transferts d’énergie ou de charges pouvant exister entre molécules ou entre molécules et substrat et (2) les problèmes éventuels de gêne stérique.Nous avons étudié des azobenzenes greffés (1) sur une courte chaîne alcanethiol (3 atomes de C - "azoc3"), et (2), sur une chaîne plus longue (12 C - "azoc12"). Les caractérisations STM ont mis en évidence un réseau dense similaire aux alcanes thiols non substitués dans le cas des "azosc3" mais aucune modification sous éclairement n’a été observée. Des mesures d’angle de contact, utilisant le changement de polarité entre les photoisomères Trans et Cis, confirment cette absence de réaction pour ces SAMs. Une photo-réactivité a par contre été mise en évidence par des mesures d'angle de contact pour l’espaceur long ("azoc12") sur des substrats d’or polycristallins. Les raisons d'un tel comportement proviennent des propriétés intrinsèques d'une SAM d'alcanethiol : un réseau très dense implique un volume libre restreint et d'importantes interactions intermoléculaires qui ajoutent des voies supplémentaires de désexcitation et donc inhibent les changements de conformation photo-induits, à l’exception des zones de défauts. Ces conclusions ont pu être étayées par des caractérisations complémentaires de fluorescence de SAMs similaires. Nous avons pu démontrer qu’un espaceur alcane correspondant à 11 C permettait un découplage électronique suffisant pour observer de la fluorescence sur des SAMs non denses de dérivés thiolés de fluorescéine. Ces études ont cependant confirmé la difficulté de contrôler la densité surfacique de molécules photosensibles (photochromisme ou fluorescence) insérées au sein de SAMs de thiols. A ce titre, nous avons pu démontrer l’intérêt d’un système moléculaire original possédant une accroche en surface d’encombrement supérieur à celui de la base soufrée des alcanes thiols. Ces systèmes se physisorbent sur des surfaces de graphite, leurs propriétés d’auto-assemblage étant également conservées dans le cas de substrat de graphène sur Cuivre. Ces feuillets possèdent l’avantage d’être facilement transférables sur des substrats transparents. Ces travaux offrent ainsi de nouvelles perspectives pour la réalisation d'expériences in situ simultanées couplant des analyses topographiques à l'échelle moléculaire via l’utilisation de sondes locales (STM ou AFM) et mesures optiques à plus grande échelle (microscopie optique inversée), ouvrant la voie à des caractérisations plus approfondiesOne of the most widely studied type of photochromic molecules are azo-dye molecules whose photo-isomerization reaction entails important mass transport processes in polymer matrices.The aim of this PhD Thesis was to get a better understanding of the key parameters controling such photomechanical properties. For this purpose, we have driven some studies on Self-Assembled Monolayers (SAMs) formed by azobenzene derivatives grafted to alkanethiol linkers on atomically flat gold surfaces. Self-assembling offers the possibility to perform both scanning tunnelling microscopy (STM) experiments at the molecular scale and contact angle measurement at the macroscopic scale.A derivative alkanethiol system has been chosen to take benefit from the alkanethiol ability to form dense and regular self-assembled monolayers. Another interest of the alkanethiol linker is to easily adjust distance between the azo moiety and the gold surface through the length of the alkane chain. Then, this type of SAMs seems to be the good candidate to study the influence of (1) charges coupling effects between the neighbouring azo moieties and between the molecules and the metallic surface and (2) steric hindrance problems. Both a short (3 carbon atoms – “azoC3”) and a long (12 carbon atoms – “azo-C12”) alkane linker have more specifically been investigated. Although STM characterization have shown that azoC3 was organizing into a dense and regular packing showing a network quite similar to the one observed in the case of alkanethiols self-assembly, no modification could be evidenced upon illumination. Polarity modification between the trans and cis photoisomers, probed by wetting measurements, confirm the lack of photo-reactivity of these molecules grafted through a short linker to the metallic substrate. However, photo-isomerization effects have been observed at the macroscopic scale on polycristallines substrates for the long linker (“azo-C12”). The reasons for such behavior come from the intrinsic properties of alkanethiol SAMs: a dense network involves a restricted free volume and significant intermolecular interactions that add additional de-excitation channels thus leading to a quenching of the photoinduced conformational changes, except at surface defects areas. These findings have been supported by complementary characterizations of fluorescence of similar thiolates SAMs. We have demonstrated that an alkane spacer corresponding to 11 C was allowing electronic decoupling thus leading to fluorescent emission in the case of non-dense thiolated SAMs of fluorescein derivatives. However, these studies have also confirmed the difficulty to control the dilution of photosensitive molecules (photochromic or fluorescent) inserted within thiolated SAMs. In order to overcome this problem, we have demonstrated the interest of another original molecular system whose extended head group permits the formation of a network less densely-packed than those formed by alkanethiol derivatives. These molecular systems self-assemble by physisorption onto graphite (HOPG) substrates, their organization properties being also maintained for graphene sheets deposited onto copper substrates. Advantageously, these sheets can easily be transferred to transparent substrates. These studies open thus new perspectives for the realization of simultaneous in-situ experiments coupling molecular scale topography informations using local probe microscopy (AFM or STM) and larger scale optical measurents (inverted optical microscopy) towards more accurate characterizations
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Mougin, Karine. "Surfaces moléculaires binaires nanostructurées : compréhension et contrôle des phénomènes d'interface." Mulhouse, 2001. http://www.theses.fr/2001MULH0675.
Full textAbstract:
La plupart des phénomènes d'intérêt fondamental ou les applications potentielles liés aux surfaces structurées appartiennent pour l'essentiel au régime méso- ou nano-métrique. Lorsque ces surfaces sont chimiquement homogènes et présentent une topologie uniforme, les phénomènes d'interface (adsorption, mouillage, adhésion, friction) auxquels ils prennent part, obéissent généralement aux lois macroscopiques de thermodynamique des surfaces. Pour des surfaces hétérogènes, cette situation peut devenir critique, tant du point de vue de la description théorique que de la modélisation expérimentale, en particulier, lorsque les tailles des domaines de phase en surface deviennent inférieures au micromètre. Le premier objectif de ce travail a été d'élaborer des surfaces moléculaires binaires hétérogènes véritablement structurées à l'échelle nanométrique. Ces surfaces binaires (phases (xp respectivement hydrophile-hydrophobe) nanostructurées ont été utilisées pour étudier les effets d'échelle (taille finie, propriétés coopératives) dans des phénomènes d'interface récurrents, comme le démouillage de liquides complexes (cristaux liquides, dispersion de nanocolloi͏̈des) et la formation de structures à la paroi. Ces travaux montrent que les phénomènes d'adsorption, de mouillage à la paroi de ces surfaces hétérogènes nanostructurées sont critiquement contrôlés par i) la fraction surfacique, ii) les propriétés de surface collectives qui émergent de la nanostructuration hétérogène, plutôt que par des effets discrets (épitaxie, nucléation hétérogène. . . ) associés aux nanodomaines isolés. Ces résultats suggèrent l'existence d'une taille caractéristique des domaines de phase, qui définit la transition entre deux régimes de comportement d'interface : régime nanométrique (effets collectifs) et régime microscopique (effets discrets à la paroi).
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Sassi, Michel. "Etude ab-initio d'arrangements moléculaires auto-assemblés sur surfaces métalliques." Aix-Marseille 3, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX30028.
Full textAbstract:
Nous effectuons des calculs de structure électronique basés sur la Théorie de la Fonctionnelle Densité (DFT). Ce travail porte principalement sur le mécanisme d'adsorption d'arrangements moléculaires auto-assemblés, comme le réseau de mélamine-PTCDI, sur des surfaces métalliques. L'accent est mis sur l'influence mutuelle entre les liaisons intermoléculaires et les interactions molécule-surface. Nous avons aussi considéré des réactions de polymérisation sur des surfaces. Les molécules de BDBA polymérisent sur une surface d'argent (111) via des réactions de déshydratation successives. Un modèle entropique permettant de décrire cette polymérisation bi-dimensionnelle est introduit. Une estimation de l'enthalpie libre est donnée, en tenant compte des contraintes induites par l'adsorption moléculaire sur la surface. Les diverses fonctions thermodynamiques, enthalpies, entropies et enthalpies libres, sont obtenues à partir de calculs DFT. Parallèlement à cette étude, nous développons un modèle statistique du type Monte Carlo dans le but de simuler les grandes structures résultant de la polymérisation bi-dimensionnelle de BDBA et ainsi mettre en évidence les défauts topologiques qui apparaissent dans les expériencesWe carried out DFT electronic structure calculations. We study the adsorption mechanisms of molecular auto-assembled arrangements, like melamine-PTCDI network, on metal surfaces. In that study, the emphasis is placed on the interplay of inter-molecular bonds and the molecule-substrate contacts. We also considered polymerization reactions on surfaces. The BDBA molecules polymerize on Ag(111) surface through dehydratation reactions. We introduced an entropic model to describe the polymerization process on metallic surfaces. An estimation of free enthalpy is given that takes into account the contraints induced by the molecular adsorption on the surface. We also developed a Monte Carlo code with the aim to simulate large structures resulting from the two-dimensional polymerization of BDBA and highlight topological defects which appear in the experiments
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Skowron, Pierre-Thomas. "Nouvelles plateformes moléculaires pour la reconnaissance optimisée de surfaces protéiques." Thesis, Ecole centrale de Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDM0003.
Full textAbstract:
Depuis le début des années 1990, la chimie combinatoire dynamique a proposé une stratégie efficace pour la conception de nouveaux récepteurs spécifiques. En utilisant cette approche pour la reconnaissance de modifications post-traductionnelles de protéines, nous avons pu identifier par sérendipité puis isolé deux récepteurs potentiels d’acides aminés aromatiques, sensibles à la polarité du résidu le plus proche. Basés sur les conclusions de cette première étude, nous avons développé une nouvelle famille moléculaire d’analogues dynamiques polyfonctionnels des pillararènes : les dynarènes. Après avoir développé les voies de synthèse menant à l’obtention des briques constitutives, les premières études en chimie combinatoire dynamique nous ont permit de valider l’utilisation de ces briques pour la création de récepteurs multivalents, possédant une taille de la cavité ou de la couronne fonctionnelle optimale. En développant des synthèses efficaces à l‘échelle du gramme de ces nouveaux récepteurs moléculaires, nous avons enfin pu étudier la dynamique conformationnelle des objetsSince the nineties, Dynamic Combinatorial Chemistry (DCC) has proven to be an efficient approach to design receptors capable of specific molecular recognition. Using this strategy for protein post-translational modification recognition, we serendipitously identified then isolated two potential aminoacids receptors, which are sensitive to the polarity of the nearest neighbor. On the basis of this preliminary study, we developed a new molecular family of multifunctional dynamic pillararene-like: the dynarenes. After the development of new synthetic routes to obtain constitutive building blocks, first studies in DCC allowed us to validate the use of such building blocks for multivalent receptor design, with optimized size and function. By developing efficient gramme-scale syntheses of new receptors, we study the conformational dynamics of the new compounds
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Skowron, Pierre-Thomas. "Nouvelles plateformes moléculaires pour la reconnaissance optimisée de surfaces protéiques." Electronic Thesis or Diss., Ecole centrale de Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015ECDM0003.
Full textAbstract:
Depuis le début des années 1990, la chimie combinatoire dynamique a proposé une stratégie efficace pour la conception de nouveaux récepteurs spécifiques. En utilisant cette approche pour la reconnaissance de modifications post-traductionnelles de protéines, nous avons pu identifier par sérendipité puis isolé deux récepteurs potentiels d’acides aminés aromatiques, sensibles à la polarité du résidu le plus proche. Basés sur les conclusions de cette première étude, nous avons développé une nouvelle famille moléculaire d’analogues dynamiques polyfonctionnels des pillararènes : les dynarènes. Après avoir développé les voies de synthèse menant à l’obtention des briques constitutives, les premières études en chimie combinatoire dynamique nous ont permit de valider l’utilisation de ces briques pour la création de récepteurs multivalents, possédant une taille de la cavité ou de la couronne fonctionnelle optimale. En développant des synthèses efficaces à l‘échelle du gramme de ces nouveaux récepteurs moléculaires, nous avons enfin pu étudier la dynamique conformationnelle des objetsSince the nineties, Dynamic Combinatorial Chemistry (DCC) has proven to be an efficient approach to design receptors capable of specific molecular recognition. Using this strategy for protein post-translational modification recognition, we serendipitously identified then isolated two potential aminoacids receptors, which are sensitive to the polarity of the nearest neighbor. On the basis of this preliminary study, we developed a new molecular family of multifunctional dynamic pillararene-like: the dynarenes. After the development of new synthetic routes to obtain constitutive building blocks, first studies in DCC allowed us to validate the use of such building blocks for multivalent receptor design, with optimized size and function. By developing efficient gramme-scale syntheses of new receptors, we study the conformational dynamics of the new compounds
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Macron, Jennifer. "Hydrogels en milieux immergés : de l'adhésion macroscopique aux mécanismes moléculaires." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066400/document.
Full textAbstract:
L'adhésion d'hydrogels sur surfaces minces de polymères a été étudiée de manière systématique au moyen d'un test de contact plan-plan réalisé en milieu immergé. A l'échelle moléculaire, l'adhésion macroscopique se traduit à l'interface [gel/surface mince] par la formation d'interactions spécifiques réversibles (liaisons hydrogène, interactions électrostatiques). Nous nous sommes interrogés sur les paramètres clés qui pilotent la formation de ces interactions en solution aqueuse. Nous avons ainsi établi l'importance de la composition de l'hydrogel (concentration initiale en polymère et taux de réticulation), du type d'interactions physiques mises en jeu à l'interface et de la distance d'interpénétration des chaînes de polymères sur la probabilité de créer des interactions au niveau de l'interphase volumique. Par ailleurs, les résultats des suivis cinétiques d'adhésion in situ au cours du gonflement des gels ont permis de quantifier la perte d'adhésion entre leur état de préparation et leur équilibre de gonflement, survenant même dans le cas de dilutions relativement faibles. En cause, la cinétique de formation d'interactions multiples à l'interface [gel/surface mince] plus lente à l'équilibre de gonflement qu'à l'état de préparation. Toutefois en combinant des énergies de liaisons physiques élevées (interactions électrostatiques) à une distance d'interpénétration plus grande et à des effets de dissipation élastique importants (gel mince de polymère comme surface mince), nous avons montré qu'il est possible d'améliorer considérablement l'adhésion du système immergé tout en maintenant l'énergie d'adhésion constante, même à l'équilibre de gonflementAdhesion of hydrogels on thin polymer surfaces has been studied systematically via an underwater flat-flat contact test. Macroscopic adhesion at the [gel/thin surface] interface is due to reversible and specific interactions (hydrogen bonds, electrostatic interactions) created at molecular scale. We wondered about the key parameters that control the formation of these interactions in aqueous solution. Thus, we have established the importance of the composition of the hydrogel (initial concentration of polymer and cross-linking ratio), of the nature of the physical interactions involved in the system and of the interpenetrating distance of polymer chains. Furthermore, the results of the kinetics studies of the evolution of adhesion properties during the swelling of the networks were helpful to quantify the loss of adhesion between state preparation and swelling equilibrium of hydrogels, occurring even in the case of relatively low dilution factors. The kinetics slowdown of the formation of multiple interactions at the [gel/thin surface] interface is involved in the decrease of the energy of adhesion measured at swelling equilibrium compared to state preparation.However by mixing physical bonds with higher energy (electrostatic interactions) at greater interpenetrating distance of chains and elastic dissipation effects (thin polymer gel as thin surface), we have significantly improved the underwater adhesion of the system, while retaining the energy of adhesion constant, even at swelling equilibrium
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Nguyen, Le Thang Long. "Organisation au sein de couches moléculaires greffées sur silicium (111), influence sur la photocommutation de groupements fulgimides." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2014. http://www.theses.fr/2014EPXX0038.
Full text
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Girard, Séverine. "Simulations moléculaires dynamiques de surfaces de polymère amorphe : cas de la cellulose." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS003.
Full textAbstract:
Les propriétés de surface des matériaux polymères sont à l'origine de nombreuses applications industrielles, comme par exemple dans le domaine des adhésifs et des composites. Elles nécessitent une meilleure compréhension de la conformation des chaînes aux interfaces. Comme il est encore très difficile de caractériser les surfaces de polymères au niveau moléculaire, les simulations numériques permetent de compléter les données expérimentales en étudiant la structure des polymères à l'échelle atomique. Néammoins, de telles simulations restent pour l'instant très onéreuses en temps de calcul et les échelles de temps ou d'espace associées à la relaxation des chaînes polymères leur sont difficilement acceccibles. Nous proposons donc ici une méthode à deux échelles. Un traitement au niveau mésoscopique, où la particule élémentaire correspond à une unité monomère entière, est nécessaire pour relaxer les chaînes. Ensuite, la réinsertion des atomes permet une analyse plus fine de la conformation des chaînes. Cette méthode à deux échelles a été testée pour la cellulose amorphe sur des systèmes périodiques et des films jusqu'à 300 Å d'épaisseur. Au niveau mésoscopique, la tension de surface et la longueur de persistance calculées pour la cellulose amorphe sont en accord avec les données expérimentales disponibles. Par ailleurs, le modèle atomistique permet de discerner un changement du réseau de liaisons hydrogènes prés de la surface. Le présent manuscrit est composé d'un corps de texte en français (~ 100 pages) et décrivant de manière transversale tout le travail de thèse, puis de huit annexes rédigées en anglais relatant en détails les simulations et les analyses effectuées (~ 200 pages)Surface properties of polymeric materials have many industrial applications, such as in the field of adhesives and composites. A better understanding of the chain conformations at interfaces could lead to improved properties. However, it is still difficult to characterise polymer surfaces at the molecular level. Numerical simulations are, therfore, a useful complement to experiments as they allow a detailed examination of polymer structure at the atomistic scale. Nevertheless, such simulations remain for the moment computationally very demanding and the time and length scales associated with the relaxation of polymers are difficult to access. We propose here, thus, a dual-scale approach. A treatmant at the mesocopic level, where the elementary particle corresponds to an entire repeat unit, is necessary in order to relax the chains. Then, back-mappingallows for a finer analysis of the chain structure. This dual-scale method was tested for amorphous cellulose on periodic systmes and films of up to 300 Å width. At the mesoscopic level, the surface tension and the pesistence length calculated for amorphous cellulose are in agreement with the available experimental data. After back-mapping the atomistic model predicts a subtle change in the hydrogen bonding pattern near the surface
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Macron, Jennifer. "Hydrogels en milieux immergés : de l'adhésion macroscopique aux mécanismes moléculaires." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066400.
Full textAbstract:
L'adhésion d'hydrogels sur surfaces minces de polymères a été étudiée de manière systématique au moyen d'un test de contact plan-plan réalisé en milieu immergé. A l'échelle moléculaire, l'adhésion macroscopique se traduit à l'interface [gel/surface mince] par la formation d'interactions spécifiques réversibles (liaisons hydrogène, interactions électrostatiques). Nous nous sommes interrogés sur les paramètres clés qui pilotent la formation de ces interactions en solution aqueuse. Nous avons ainsi établi l'importance de la composition de l'hydrogel (concentration initiale en polymère et taux de réticulation), du type d'interactions physiques mises en jeu à l'interface et de la distance d'interpénétration des chaînes de polymères sur la probabilité de créer des interactions au niveau de l'interphase volumique. Par ailleurs, les résultats des suivis cinétiques d'adhésion in situ au cours du gonflement des gels ont permis de quantifier la perte d'adhésion entre leur état de préparation et leur équilibre de gonflement, survenant même dans le cas de dilutions relativement faibles. En cause, la cinétique de formation d'interactions multiples à l'interface [gel/surface mince] plus lente à l'équilibre de gonflement qu'à l'état de préparation. Toutefois en combinant des énergies de liaisons physiques élevées (interactions électrostatiques) à une distance d'interpénétration plus grande et à des effets de dissipation élastique importants (gel mince de polymère comme surface mince), nous avons montré qu'il est possible d'améliorer considérablement l'adhésion du système immergé tout en maintenant l'énergie d'adhésion constante, même à l'équilibre de gonflementAdhesion of hydrogels on thin polymer surfaces has been studied systematically via an underwater flat-flat contact test. Macroscopic adhesion at the [gel/thin surface] interface is due to reversible and specific interactions (hydrogen bonds, electrostatic interactions) created at molecular scale. We wondered about the key parameters that control the formation of these interactions in aqueous solution. Thus, we have established the importance of the composition of the hydrogel (initial concentration of polymer and cross-linking ratio), of the nature of the physical interactions involved in the system and of the interpenetrating distance of polymer chains. Furthermore, the results of the kinetics studies of the evolution of adhesion properties during the swelling of the networks were helpful to quantify the loss of adhesion between state preparation and swelling equilibrium of hydrogels, occurring even in the case of relatively low dilution factors. The kinetics slowdown of the formation of multiple interactions at the [gel/thin surface] interface is involved in the decrease of the energy of adhesion measured at swelling equilibrium compared to state preparation.However by mixing physical bonds with higher energy (electrostatic interactions) at greater interpenetrating distance of chains and elastic dissipation effects (thin polymer gel as thin surface), we have significantly improved the underwater adhesion of the system, while retaining the energy of adhesion constant, even at swelling equilibrium
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Hamel, Raymond Jr. "Biocapteurs à champ évanescent : synthèse et caractérisation optique de constructions moléculaires sur substrats solides." Thèse, Université de Sherbrooke, 2013. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/116.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, une attention toute particulière a été portée à la conception de biocapteurs. Divers types ont été développés (ex. optiques, électriques) et ont mené à une multitude d’applications. On en retrouve désormais dans des champs d’applications aussi variés que la détection d’explosifs et de toxines, la sécurité alimentaire, la détection et le dosage de polluants environnementaux ou la santé. Le développement de telles technologies se base sur l’union de deux domaines scientifiques très différents. D’un côté, la partie « capteur » est conçue en utilisant des méthodes de microfabrication. Ces dernières font appel à l’emploi de composés inorganiques (ex. métaux, matériaux semi-conducteurs, verre et autres). De l’autre côté, on retrouve un assemblage de molécules organiques, protéines, enzymes ou récepteurs issus du domaine biologique.
L’un des grands défis est d’unir la portion biologique au capteur (c.-à-d. substrat) sans altérer les propriétés de ces deux composants. Plusieurs méthodes sont envisageables pour arriver à coupler le matériel biologique au substrat. L’objectif de la recherche de cette thèse est d’étudier la liaison de molécules sur un substrat et de créer un système biologique servant comme système de détection pour un biocapteur. Le modèle choisi pour établir le concept de base est l’affinité variable entre l’avidine et la 2-iminobiotine. Il est connu que l’affinité de l’avidine à l’iminobiotine peut être modifiée en changeant les conditions de pH. La liaison formée en milieu basique sera affaiblie en milieu acide menant à la séparation de la protéine et du ligand. Contrairement à l’iminobiotine, la biotine possède un lien fort et stable avec l’avidine impossible à briser dans des conditions non dénaturantes.
L’avidine étant une protéine tétramérique, quatre ligands peuvent s’y lier. On profite donc de cette propriété pour lier l’avidine à un bras polymérique, une chaine de polyéthylène glycol (PEG) comprenant une biotine, lui-même attaché à la surface. Ce bras, maintenant fonctionnalisé, devra permettre de garder près de la surface une avidine, lui permettant de se lier à des iminobiotine aussi attachées en surface ou s’en délier selon les conditions de pH.
La première partie de cette thèse est consacrée à la fonctionnalisation des surfaces. La première étape de la construction a été de faire un attachement pour créer une couche de molécules qui serviront de support et d’ancrage au mécanisme moléculaire du biocapteur. L’attachement de molécules étant réalisable sur les surfaces désignées, une construction a été testée. La stratégie proposée consistait en l’utilisation d’une molécule bifonctionnelle en forme de « Y ». Cette molécule a été synthétisée spécifiquement pour l’attachement en deux étapes successives des deux composantes du système moléculaire modulable en pH. Sur la première branche se trouve une iminobiotine. La seconde a été prévue afin d’y attacher le bras polymérique. Cette construction a été faite et testée par SPR.
Enfin, une seconde stratégie de construction a été étudiée. Celle-ci impliquait l’utilisation d’une protéine (albumine de sérum bovin, BSA) modifiée comme base de la construction. Une première BSA a été modifiée avec de l’iminobiotine tandis qu’une seconde avec le PEG. Ces deux protéines modifiées ont été mises ensemble en solution et déposées sur un substrat SPR. Elles constituent ensemble les deux morceaux du système précédemment mentionné. L’objectif de cette stratégie était de contrôler la quantité relative des espèces nécessaires en surface de façon à obtenir un signal SPR optimal. De plus, la présence de ces protéines en surface devait bloquer l’adsorption non spécifique sur cette dernière d’espèces non désirées.
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Nault, Laurent. "Mécanismes moléculaires de l'agrégation de l'insuline induite par la surface des matériaux." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846390.
Full textAbstract:
L'agrégation protéique induite par la surface des matériaux est un phénomène important dans la stabilité des protéines thérapeutiques. En utilisant l'insuline humaine, nous avons étudié les phénomènes agrégation en présence de surfaces neutres hydrophobes ou hydrophiles et avons montré que la nucléation a lieu sur les surfaces hydrophobes que l'on soit à pH 2.5 ou 7.3. Nous avons montré que l'énergie d'activation de la nucléation est abaissée sur surface hydrophobe. De plus, il apparait que l'agitation de la solution a des effets antagonistes. En particulier, les forces hydrodynamiques de cisaillement détachent de la surface les fibres. Par Résonance Plasmonique de Surface, spectroscopie infrarouge et microscopie à fluorescence, nous avons pu définir les étapes moléculaires ayant lieu à l'interface matériaux hydrophobe/solution. L'insuline s'adsorbe tout d'abord rapidement sur la surface, puis s'accumule lentement parallèlement à une transition de la structure α initiale vers une structure β, aboutissant à la formation de fibres amyloïdes. Par la suite, nous avons étudié le mécanisme d'action d'un peptide connu pour accélérer l'agrégation de l'insuline (LVEALYL). Ce peptide s'adsorbe de façon stable sur la surface hydrophobe en structure β et facilite l'accumulation d'insuline. De plus, il apparait que la séquence du peptide n'est pas essentielle à son action car différents peptides adoptant une structure β sur la surface sont également capables d'induire l'agrégation de l'insuline. La présence de prolines aboli cette action. Ces résultats apportent d'importantes informations sur les mécanismes moléculaires d'auto-association de l'insuline. L'hydrophobicité du matériau facilite le dépliement de l'insuline adsorbée, aboutissant à l'exposition du segment LVEALYL. Cette séquence facilite la propagation du changement de conformation vers les molécules nouvellement adsorbées. Agir contre ce phénomène pourrait permettre de stabiliser les solutions protéiques.
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Bertru, Nicolas. "Contribution à l'étude de la croissance de GaSb et d'InAs par épitaxie par jets moléculaires." Montpellier 2, 1994. http://www.theses.fr/1994MON20068.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la croissance de gasb et d'inas par epitaxie par jets moleculaires (ejm), le but etant d'optimiser la preparation du substrat, de preciser les mecanismes de croissance de gasb de facon a definir des conditions experimentales permettant de s'affranchir des problemes de dopage residuel et de definir des conditions de croissance satisfaisantes d'inas, sur gasb, pour elaborer des structures inas/gasb de qualite acceptable. La premiere phase de l'etude est consacree a la mise au point d'une procedure de traitement des substrats de gasb et d'inas, avant epitaxie. Pour ce faire, l'exposition aux ultraviolets et a l'ozone est employee. Ensuite, les mecanismes fondamentaux de croissance de gasb par ejm sont etudies ; la diffusion des atomes de gallium en surface, l'incorporation des tetrameres d'antimoine et la structure de la surface durant la croissance sont precisees. Le comportement de l'antimoine distinct de celui des autres elements v est discute a l'aide d'un modele base sur la structure de la surface de gasb reconstruite (1). Les conditions de croissance de couches d'inas presentant une bonne morphologie, sur des substrats de gaas, gasb et inas sont ensuite definies ainsi que les conditions de formation de l'interface gasb/inas
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Vergnat, Christelle. "Élaboration de surfaces polymères orientées et nanostrueturées pour l'orientation de matériaux moléculaires conjugués." Strasbourg, 2010. http://www.theses.fr/2010STRA6021.
Full textAbstract:
Le but de ce travail de thèse est de comprendre les mécanismes de croissance à la base de l’orientation de molécules organiques de phtalocyanine de zinc (ZnPc) et de phtalocyanine substituée de tétra-tertiobutyl (ttb-ZnPc) sur des substrats orientant de polycarbonate de bisphénol A (PC). Dans une première partie, nous avons étudié la structure des substrats orientés et nanostructurés de PC. La surface de PC présente une alternance de lamelles cristallines et de zones amorphes, dont le plan de contact des lamelles cristallines est le plan (a,c). Ces substrats de PC présentent une structure en « bi-couche » : la surface orientée est cristallisée sur ~ 60 nm d’épaisseur et la couche sous-jacente reste dans son état amorphe. Dans une seconde partie, nous avons étudié la croissance de films orientés de ZnPc déposés sur des substrats de PC. La morphologie, le polymorphisme et l’orientation des nanocristaux de ZnPc sont déterminés par la température du substrat (Ts). De plus, l’orientation dans les films apparaît seulement à partir d’une épaisseur critique des films comprise entre 15 et 50 nm. Les germes de ZnPc sont orientés par un mécanisme « d’épitaxie topographique » induit par les chaînes de PC orientées. La structure lamellaire des substrats de PC orientés favorise la croissance par coalescence des germes de ZnPc dont l’orientation des empilements colonnaires est parallèle aux lamelles du substrat. Nous avons montré que les substrats de PC sont une alternative prometteuse aux substrats de polytétrafluoroéthylène pour l’orientation des molécules semi-conductrice de ZnPc et de ttb-ZnPc (jusqu’à Ts ~ 170°C)The aim of this thesis is to understand the mechanism of oriented growth of two organic molecules: zinc phthalocyanine (ZnPc) and zinc tetra-tertiobutyl phthalocyanine (ttbZnPc), on oriented substrates of bisphenol A polycarbonate (PC). In the first section, the structure of the oriented and nanostructured PC substrate has been studied. The PC surface consists of a periodic alternation of oriented crystalline lamellae and amorphous zones. The crystalline lamellae show a preferential contact plane (a,c). These PC substrates present a “bi-layers” structure: the oriented overlayer is crystallised over while the underlying layer is amorphous. In the second section, we have analyzed the oriented growth of the ZnPc thin films evaporated on the PC substrate. Morphology, polymorphism and orientation of ZnPc nanocrystals depend on the substrate temperature (Ts). Furthermore, a high in-plane orientation of the ZnPc nanocrystals emerges when the film exceeds 15 nm. ZnPc nuclei are oriented by “topographical epitaxy” on the surface of the lamellar crystals of PC. The lamellar structure of the PC substrates promotes the growth of the ZnPc nuclei by coalescence of adjacent monodomains. The molecular stacking of ZnPc molecules lies parallel to the crystalline lamellae. Finally, it is shown that PC films constitute an interesting alternative to friction-transferred polytetrafluoroethylene substrate to orient semiconductor molecules of ZnPc and ttb-ZnPc (up to Ts ~ 170°C)
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Lenfant, Stéphane. "Monocouches organiques auto-assemblées pour la réalisation de diodes moléculaires." Lille 1, 2001. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/2ab011dd-aca5-48e7-ba3f-979ec0027e85.
Full textAbstract:
Ce travail se situe dans le cadre des recherches en électronique moléculaire. Après une présentation des enjeux et des challenges, nous décrirons les principales réalisations dans ce domaine. Dans un premier temps, nous avons entrepris la réalisation par silanisation de monocouches auto-assemblées sur silicium. Ces monocouches de différentes épaisseurs (8, 14 et 17 carbones) ont été fonctionnalisées en trois étapes chimiques à l'aide de 6 groupements aromatiques. Les caractérisations structurales (mouillage, ellipsométrie, FTIR, AFM, diffraction X) valident la réalisation des structures. L'étude de stabilité thermique sur ces structures montre qu'elles endurent des températures de 300°C pendant 30 minutes. Lors de l'étude électrique nous montrons que ces structures demeurent isolantes, et qu'elles présentent un effet rectificateur de courant (diode moléculaire) avec un rapport rectificateur de 7 en moyenne et de 16 dans le meilleur des cas. L'origine de cet effet a été expliqué. Dans une deuxième partie, ces monocouches fonctionnalisées ont été obtenues en une seule étape par greffage de molécules contenant une tête greffante et un groupement conjugué (thiophène), séparé par une chaîne alkyle (de 8 et 13 carbones). Les caractérisations structurales ont montré que le groupement limite la densité du film, le rendant inhomogène. Les caractéristiques électriques sont par conséquent inhomogènes et présentent des effets parasites. La dernière structure, une monocouche constituée d'une chaîne alkyle (17 carbones), d'un groupement dérivé phényle (4 différents ont été utilisés) recouvert d'une autre chaîne alkyle (7 et 18 carbones) a été réalisée en 3 et 5 étapes chimiques. Lors de la caractérisation structurale nous avons trouvé une structure présentant une seconde monocouche alkyle presque aussi dense que la première. La caractérisation électrique courant-tension fait apparaître un léger pic caractéristique d'une diode à effet tunnel résonant.
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Kaeffer, Nicolas. "Construction de cathodes et photocathodes moléculaires pour la production d'hydrogène." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAV024/document.
Full textAbstract:
Générer des carburants solaires, comme l’hydrogène via la photoélectrolyse de l’eau, est une stratégie à explorer pour notre futur énergétique. Pour éviter l’emploi du platine en tant que catalyseur de production d’hydrogène, des métaux abondants peuvent être utilisés. Au laboratoire, le complexe diimine-dioxime de cobalt, catalyseur moléculaire de réduction des protons, a pu être immobilisé pour créer une cathode produisant de manière stable de l’hydrogène en milieu aqueux. Dans ces travaux, nous avons étudié l’introduction du catalyseur dans des dispositifs photoélectrocatalytiques. Différentes conditions opératoires dans l’eau, solvant de choix, ont été examinées. Le complexe se dégrade s’il est en solution mais son activité est maintenue, même en présence d’oxygène, s’il est supporté sur électrode. Cette électrode a ainsi pu être intégrée en cellule tandem. De nouveaux dérivés du complexe ont aussi été développés pour l’attachement sur oxydes transparents conducteurs. Un dérivé a été co-immobilisé avec des photosensibilisateurs sur une surface de NiO, oxyde de type p. Les photocathodes co-greffées obtenues ont été caractérisées par un ensemble de techniques analytiques et ont démontré la production d’hydrogène en conditions photoélectrocatalytiques. Des entités colorant-catalyseur pouvant s’ancrer sur surface ont également été synthétisées et ouvrent de nouvelles voies pour élaborer des photocathodes moléculairesSolar fuels generated from the light-induced splitting of water into H2 and O2 is an appealing strategy for securing future energy. The use of platinum for catalyzing hydrogen evolution may be bypassed with earth-abundant catalysts. In a previous study, our lab realized the immobilization of a proton reduction catalyst, the cobalt diimine-dioxime molecular complex, within a cathode material steadily evolving H2 from fully aqueous media. In this work, we report on the implementation of this catalyst into light-driven devices. Operating conditions in the solvent of interest, water, were screened. The molecular catalyst degrades when free in solution, but retains activity when supported on an electrode, even in the presence of O2, and could thus be integrated into a tandem cell. Further on, new derivatives of the catalyst were developed for the attachment onto transparent conducting oxides. Co-grafted photocathodes were constructed by anchoring a functionalized catalyst along with photosensitizers onto p-type NiO. These architectures were checked by a whole set of analytical techniques and light-driven catalytic hydrogen evolution was achieved by photocathodes assessed under device-related photoelectrochemical conditions. Immobilizable dye-catalyst dyads were also successfully synthetized as alternative derivatives and open up new possibilities to develop molecular photocathodes
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Griffete, Nebewia. "Cristaux photoniques et polymères à empreintes moléculaires pour la détection optique de polluants." Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA077105.
Full textAbstract:
Les toutes dernières années ont été marquées par des avancées importantes dans le domaine des polymères dits «à empreintes moléculaires » (Molecularly Imprinted Polymers - MIPs), systèmes biomimétiques robustes capables de capter sélectivement un type de molécule donnée. Un autre domaine connexe aux MIPs en pleine actualité est celui de cristaux colloïdaux qui ont ouvert dernièrement des perspectives inédites dans le domaine des cristaux photoniques, avec la possibilité d'immobiliser des réseaux de particules colloïdales, hautement organisées, dans des films de polymère: après dissolution sélective des billes colloïdales, on obtient des films de polymère macroporeux présentant une structur tridimensionnelle d'opale inverse. Dans le cadre de cette thèse, nous avons combiné ces 2 concepts (empreint moléculaire et cristaux photoniques) pour élaborer un capteur original qui montre à la fois une grande sélectivité et une très bonne sensibilité. Pour cela, nous avons combiné la méthode de Langmuir-Blodgett pour former un cristal colloïdal de silice et l'approche « template », basée sur l'utilisation du cristal colloïdal comme masque pour élaborer des film d'hydrogel (polyacide méthacrylique) macroporeux 3D hautement organisés présentant à la fois des nanocavités spécifiques d'une molécule cible (le bisphénol A) et une variation périodique de la constante diélectrique du milieu générant un signal optique directement mesurable. Nous nous sommes tout particulièrement attachés à optimiser 1 réponse optique du système en réaction à des stimuli extérieurs (tels quun changement de pH ou la présence d bisphénol A) à travers l'insertion de couches de défauts actives au sein des matériaux. Deux types de couches de défauts ont été étudiés dans le cadre de cette thèse : (i) des défauts planaires de même nature chimique que le cristal hôte mais d taille différente ; (ii) des défauts planaires de nature chimique différente, constitués de nanoparticules (NPs) d'oxyde de fer enrobées de polymère à empreintes moléculaires (NP@MIPs)Very recent years have shown great improvements in the field of molecularly imprinted polymers (MIPs), biomimetic Systems able to selectively recognize a target molecule. Another emerging domain in full expansion is the development of photonic crystals based on highly organized colloïdal particle networks, with the possibility to immobilize them within polymer films: the selective etching of the particles provides 3D-ordered interconnected macroporous structure, called inverse opals. In this PhD, we have combined these two promising concepts (molecular imprinting and photonic crystals in order to elaborate an original self-reporting sensing film exhibiting high sensitivity and selectivity. We have adopted the Langmuir-Blodgett method to form colloïdal silica crystals as templates in combination with the molecular-imprinting technique to prepare highly ordered 3D macroporous hydrogel films (of polymethacrylic acid). The resulting porous material contains both specific molecular recognition nanocavities for bisphenol A and a periodic variation of the dielectric constant which generates a readable optical signal directly (self-reporting) upon binding' the target analyte without the need for labeling. We focused particularly on the optimisation of the optical response of the photonic crystals towards external stimuli (such as pH changes or variation of the BPA concentration) by introducing active defect layer within the materials. Two kinds of defect layers were studied: (i) planar defects made of the same material as the host crystal but varying by the particle size; (ii) planar defects made of a chemically different material, consisting in ferric oxide nanoparticles covered by a molecularly imprinted polymer overlayer (NP@MIP)
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Sieffert, Nicolas. "Importance des interfaces liquides-liquides: de l'extraction d'ions à la catalyse biphasique : Etudes par dynamique moléculaire avec des solvants moléculaires et des liquides ioniques." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. http://www.theses.fr/2007STR13101.
Full textAbstract:
Nous reportons un ensemble de simulations de dynamiques moléculaires sur des interfaces entre l’eau et des liquides non miscibles « classiques » (chloroforme, decène) ou « verts » (liquides ioniques à température ambiante) afin d’y caractériser la distribution d’espèces ioniques et moléculaires intervenants dans deux processus très importants : la séparation d’ions (dont le Cs+ radioactif) par extraction liquide – liquide et la catalyse par transfert de phase (hydroformylation des oléfines catalysée par le rhodium). Les résultats montrent les analogies et les différences entre les différentes phases hydrophobes, et permettent de comprendre, au niveau nanoscopique, le mécanisme intime de ces processus complexes en solutions hétérogènesWe report molecular dynamics studies on interfaces between water and “classical” (chloroform, decene) or “green” (room temperature ionic liquids) immiscible liquids, in order to characterize the distribution of ionic and molecular species involved in two important processes in chemistry: the solvent extraction of ions (such as radioactive Cs+) and phase transfer catalysis (rhodium catalyzed hydroformylation of olefins). The results show analogies and differences between several hydrophobic phases, and allow us to understand, at the nanoscopic level, the mechanism of these complex processes in heterogeneous solutions
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Simon, Claude. "Caractérisation de surfaces organiques moléculaires et polymères par SIMS statique : effet de la métallisation." Metz, 1996. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1996/Simon.Claude.SMZ9639.pdf.
Full textAbstract:
La spectrométrie de masse d'ions secondaires statique (static SIMS ) est une technique très sensible permettant l'analyse chimique de l'extrême surface d'un échantillon. Des monocouches et des multicouches moléculaires et polymères préparées sur un substrat métallique sont analysées par sims statique afin d'étudier les paramètres responsables de la formation des ions principaux du spectre de masse. L'influence du substrat métallique, ainsi que de la métallisation, est étudiée. Sur des polymères massifs, la métallisation par l'argent permet d'élargir la gamme des masses détectables et de trouver des ions provenant de la cationisation de fragments polymères par le métal. Enfin, une étude d'oligomères de surface d'un polymère est réalisée par SIMS statiqueStatic SIMS (secondary ion mass spectrometry) is a very powerfull technique, allowing the analysis of the uppermost layers of a sample surface. Monolayers and multilayers of molecular and polymeric organic samples, prepared on metal substrates, are analyzed by static SIMS in order to determine the parameters that are responsible of the formation of main mass spectrum peaks. The influence of the metal substrate, as well as the metallization effect, are studied. On bulk polymers, silver metallization allows an increase of the accessible mass range, and detection of ions arising from cationization of polymer fragments by the metal. Finally, a study of surface oligomers is realized by static SIMS
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Shaiek, Nesrine. "Etude expérimentale et théorique de couches moléculaires bidimensionnelles conductrices obtenues sur des surfaces orientées." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/221107_SHAIEK_360v291qsx248jrdp919wnla_TH.pdf.
Full textAbstract:
Les composés metal organic framework conducteurs c-MOF font partie d’une nouvelle classe de matériaux 2D, composés d'ions métalliques liés à des ligands organiques dans un réseau cristallin. Au cours de cette thèse nous avons étudié la croissance de 2D-MOF bien ordonnés M3C6O6, sous ultra-haut-vide, par réaction de surface entre des atomes de métaux de transition de cuivre et de manganèse et la molécule tétrahydroxyquinone THQ sur la surface d’argent Ag (111). Ces matériaux 2D sont étudiés par microscopie à effet tunnel (STM), diffraction d'électrons lents à basse énergie (LEED) et spectroscopie de photoélectron X (XPS) en fonction des conditions de croissances (température du substrat, flux). Cette étude permet de combiner une caractérisation à l’échelle atomique et une caractérisation chimique pour la compréhension fondamentale des mécanismes de croissance après réaction entre des atomes métalliques et des composés organiques. Ces propriétés électroniques et magnétiques ont été étudiées conjointement par la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT). En particulier pour étudier le rôle du substrat métallique sur les propriétés électroniques des 2D-MOF. Un récapitulatif de cette étude théorique est présenté afin de conclure sur les perspectives offertes par cette étudeConductive metal organic framework (c-MOF) compounds are a new class of 2D materials, composed of metal ions bound to organic ligands in a crystal lattice. In this thesis, we studied the growth of c-MOF M3C6O6, by surface reaction between transition metal atoms of copper and manganese and the tetrahydroxyquinone molecule THQ on the surface of silver Ag (111) under ultra-high vacuum. The study of these 2D materials is performed by Scanning Tunneling Microscopy (STM), Low Energy-Electron Diffraction (LEED) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) as a function of growth conditions (substrate temperature, flux). The aim of this study is to combine atomic and chemical characterizations for the fundamental understanding of the growth mechanisms after reaction between metal atoms and organic compounds. These electronic and magnetic properties have been studied conjointly by Density Functional Theory (DFT). In particular to study the role of the metal substrate on the electronic properties of the 2D-MOF. A summary of this theoretical study is presented in order to conclude on other perspectives
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Liscio, Fabiola. "Nanostructures magnétiques auto-assemblées sur des surfaces à faible énergie par épitaxie par jets moléculaires." Grenoble INPG, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00391031.
Full textAbstract:
Les nanostructures d'alliages MxPt1x (M=Co et Fe) développent des anisotropies magnétiques perpendiculaires, très intéressantes pour des applications dans le domaine de l'enregistrement à haute densité. Dans ce travail de thèse, la nature du substrat (structure, symétrie et énergie de surface) et l'influence de la température de co-déposition sur les propriétés structurales et magnétiques des nanostructures ont été étudiés. La méthode a consisté à déposer des atomes de métaux de transition par épitaxie à jets moléculaires sur les surfaces WSe2(001) et NaCl(001) de faible énergie. Elle a conduit à la formation de nanostructures modèles, non contraintes dont les propriétés ont été déterminées par différentes techniques (diffraction X, XAFS, GISAXS, MET, STM et magnétometrie SQUID). Les effets de mise en ordre chimique à courte et à longue distance et l'influence de la morphologie et de la direction de croissance sur les propriétés magnétiques ont été clairement démontrésNanostructures of MxPt1x (M=Co and Fe) alloys have perpendicular magnetic anisotropy which makes them good candidates as high density magnetic recording media. In this thesis work, the structural and magnetic properties of these nanostructures were studied as a function of the substrate (structure, symmetry and surface energy) and the co-deposition temperature. The nanostructures were prepared by co-deposition of transition metal atoms on low energy surfaces WSe2(0001) and NaCl(001) by molecular beam epitaxy. This led to the formation of stress-free nanostructures whose properties were characterized by techniques including X-ray diffaction, XAFS, GISAXS, TEM, STM and SQUID magnetometry. The chemical order effects at short- and long-range and the in uence of morphology and growth direction on magnetic properties were clearly shown
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Lagoute, Jérôme. "Images et fluctuations du courant sur surfaces métalliques et fils moléculaires adsorbés en microscopie à effet tunnel." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30068.
Full text
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Alloul, Haytham. "Surfaces moléculaires hétérogènes : un outil vers le control [i.e. contrôle] du mouillage et des morphologies d'auto-assemblage de nano objets." Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0353/document.
Full textAbstract:
La connaissance des interactions interfaciales et l'énergie de surface est nécessaire pour étudier et modéliser les processus qui se déroulent dans le mouillage, l'adhésion ou la diffusion. Tels phénomènes sont rencontrés dans la préparation des suspensions, des émulsions et les peintures. Dans ce contexte, l'énergie de surface représente un paramètre important dans l'étude des propriétés interfaciales solide/liquide où plusieurs applications sont impliquées. Nous avons étudié l'effet de la modification chimique sur l'énergie de surface de deux silices choisies selon deux différentes échelles: l'OX qui présente un substrat nanométrique et les wafers de silicium qui est un substrat millimétrique. Pour la silice OX 50, La modification chimique de la surface a été réalisée avec l'hexadecyltrichlosilane (HTS) à caractère hydrophobe. L'infrarouge en transmission et la quantification de carbone organique ont été efficaces pour estimer les quantités croissantes d'HTS greffées à la surface de la silice. Deux isothermes d'adsorption ont été tracées. Ensuite, la volumétrie d'adsorption continue d'argon et d'azote a été utilisée pour étudier l'évolution de l'hétérogénéité énergétique. Ceci a été achevé en faisant recours à une stratégie d'analyse de volume adsorbée à la monocouche (Vm) d'azote et d'argon. Les résultats obtenus ont servi pour tracer une troisième isotherme d'adsorption. La quantification de l'énergie de surface a été réalisée avec la montée capillaire (technique macroscopique) et la chromatographie gazeuse en phase inverse (CGI) (technique moléculaire). Pour les wafers de silicium, deux types de surfaces ont été élaborées durant cette étude. Le premier hydrophile (traitement Piranha, formations des groupements OH). Cette surface a été obtenue par oxydation de ces wafers (traitement Piranha). La deuxième a été obtenue par le greffage d'HTS (greffons CH3). La quantification de l'énergie de surface a été réalisée avec la mouillabilité (technique macroscopique) et la microscopie à force atomique (AFM) (technique nanoscopique). Enfin, les différentes valeurs d?énergie de surface de la silice vierge OX 50 ont été comparées avec celles de la surface plane hydrophile (OH). Pour les surfaces hydrophobes, on a comparé les valeurs d?énergie de surface de la silice OX 50 modifiée d'une quantité maximale d?HTS avec le wafer de silicium à greffons CH3The knowledge about interfacial free energy interactions and surface energy is necessary for understanding and modeling many surface and interface processes. The investigation of the surface properties of solids is very important in several applications such as wetting, spreading and adhesion processes. Such processes occur during the preparation of suspensions, emulsions, painting, printing and corrosion protection. Knowledge about surface free energy of solids appears as a very important parameter determining the interfacial properties in solid/liquid and solid/gas interfaces where many implementations are involved. We have studied the effect of the chemical modification on surface energy for two types of silica: Aerosil OX 50 is chosen as a nanometric substrate and the wafers of silicium chosen as micrometric substrate. For silica OX 50, the chemical modification was carried out using the hydrophobic hexadecyltrichlorosilane (HTS). Transmission infrared and the quantification of organic carbon were helpful in the estimation of increasing quantities of HTS grafted to the surface. Two adsorption isotherms were drawn. Then, continuous adsorption isotherm of argon and nitrogen was used to study the evolution of energetic heterogeneity in the course of the chemical reaction. This was achieved by applying an analysis strategy of the monolayer volume (Vm) of adsorbed argon and nitrogen. Results enabled the drawing of a third adsorption isotherm. The quantification of surface energy for various samples was realize using capillary rise (macroscopic technique) and inverse gas chromatography (IGC) (molecular technique). For silicon wafers, two types of surfaces were elaborated in this study. The first hydrophilic (OH grafting), was obtained by oxidation of silicon wafers (Piranha treatment), the second hydrophobic (CH3 grafting), was obtained by grafting HTS molecules to the surface. The quantification of the surface free energy was achieved using the wettability (macroscopic technique) and the atomic force microscopy (AFM) (nanoscopic technique). Finally the different values of surface free energy obtained for native silica are compared to those of hydrophilic (OH) flat surfaces. As for hydrophobic surfaces, the silica OX 50 modified with maximum quantity of HTS is compared to Hydrophobic (CH3) flat surfaces
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Rinfray, Corentin. "Greffage de polyoxométallates hybrides sur surfaces planes." Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066511/document.
Full textAbstract:
L'intégration de molécules électroactives dans des composants électroniques suscite un intérêt croissant en raison de la miniaturisation constante des dispositifs de microélectronique. Dans ce contexte les propriétés redox des polyoxométallates (POMs) en font des candidats potentiellement attractifs. Ce mémoire présente les différents travaux effectués lors de cette thèse dans le but d'immobiliser des POMs de manière covalente sur des surfaces conductrices. Des composés hybrides organique/inorganique à base de tungstène et de molybdène ont été synthétisés et immobilisés sur des surfaces de carbone, d'or et de silicium, puis la vitesse de transfert électronique entre la surface et le POM a été mesurée par électrochimie. Des études complémentaires ont montré que la densité de greffage a peu d'influence sur la constante de transfert électronique, à l'inverse de paramètres comme la nature du lien covalent ou la présence d'acide en solution. Enfin, la dispersion contrôlée de POMs sur des surfaces d'or a été effectuéeIntroduction of redox active molecules in electronic devices is currently attracting a lot of attention due to the unceasing downscaling of microelectronics components. In this context, the redox properties of polyoxometalates (POMs) make them interesting candidates. This thesis presents the results of this PhD work aiming at covalently grafting POMs on conductive surfaces. Organic/inorganic hybrids based on tungsten and molybdenum cores have been synthesised and grafted onto carbon, gold and silicon surfaces. The electron transfer rate between the electrode surface and the POM has been measured by electrochemistry. Whereas parameters such as the covalent link or the presence of acid have an important effect on the transfer rate, the grafting density does not impact it noticeably. In a last study, POMs were spread on gold surfaces in a controlled manner
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Fleurence, Antoine. "Nanostructures et films minces magnétiques sur surfaces vicinales de Si (111)." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112302.
Full textAbstract:
Nous avons utilisé des surfaces vicinales de Si (111) comme substrats pour la croissance de nanostructures et de films minces magnétiques. Le dépôt de quelques mono-couches d’or sur une surface à paquets de marches donne lieu à la formation d’îlots tri-dimensionnels constitués d’un composé Au-Si, alignés suivant les paquets. En faisant réagir sélectivement un film de Co avec le substrat de Si couvert par les îlots, il est possible d’y former un réseau de nanoparticules magnétiques. Suite à une étude menée par microscopie tunnel et par des moyens de magnétométrie, un procédé a été établi permettant de produire des empilements Au/Co/Au-Si localisés. Ceux-ci sont ferromagnétiques à température ambiante et ont un comportement isotrope dans le plan. Leur taille est ajustable entre 15 nm et 100 nm en jouant sur les conditions de croissance des îlots Au-Si, et de même pour leur densité. Par ailleurs, des empilements Au/Co/Au/Cu et Au/Co/Cu ont été déposés sur surfaces vicinales de Si(111) désorientées suivant [1 1 -2] et [-1 -1 2], qui diffèrent par leurs morphologies respectives. La magnétométrie Kerr et la résonance ferromagnétique ont montré des anisotropies magnétiques différentes liés à la structure cristalline des films de Co, hcp dans le cas Au/Co/Au/Cu et cfc dans le cas Au/Co/Cu. En plus de l’anisotropie magnéto-cristalline, la vicinalité induit une anisotropie uniaxiale avec un axe facile suivant la direction des bords de marche. Cette anisotropie s’explique par la modulation anisotrope de la topographie de la surface. Une observation par microscopie Kerr polaire a mis en lumière la forte influence du substrat sur la forme et la propagation des domaines magnétiquesWe used Si(111) vicinal surfaces as substrates for the growth of magnetic nanostructures and thin films. The growth of a few monolayers of gold on a step bunched surface gives rise to the formation of tri-dimensional Au-Si droplets aligned along the steps bunches. Through a selective reaction between a Co film and the Si substrate covered by droplets, it is possible to elaborate an array of magnetic particles. By means of scanning tunelling microscopy and magnetometry experiments, a process was established leading to the formation of nanometric Au/Co/Au-Si stackings. They have a ferromagnetic in plane isotropic behavior. Their size is tunable between 15 nm and 100 nm through the growth conditions of Au, also their density. Au/Co/Au/Cu and Au/Co/Cu stackings were deposited on Si(111) vicinal surfaces misoriented along [1 1 -2] and [-1 -1 2] of different morphologies. Kerr effect magnetometry and ferromagnetic resonance experiments show different magnetic anisotropies relevant to different crystal structures, hcp in case of Au/Co/Au/Cu and cfc in case of Au/Co/Cu. In addition to the magneto-cristalline anisotropy, the vicinality of the surface induces an uniaxial anisotropy with an easy axis along the step edges. This anisotropy originates in the anisotropic modulation of the topography. Polar Kerr microscopy observations evidenced the strong influence of the substrate on the magnetic domains shape and propagation
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Plateau-Holleville, Cyprien. "Construction efficace de géométrie pour l'analyse structurelle de grands systèmes moléculaires." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2024. http://www.theses.fr/2024LIMO0075.
Full textAbstract:
L'étude structurelle de complexes moléculaires est nécessaire à la compréhension de leurs fonctionnements, mais aussi leur analyse à travers leur visualisation et illustration. La Surface Exclue au Solvant (SES) représente implicitement l'interaction entre un corps moléculaire et un solvant ce qui permet d'analyser géométriquement certaines de ses propriétés. Cette surface reste cependant complexe à construire notamment pour des structures de grandes tailles. Dans cette thèse, nous présentons ainsi une méthode de calcul sur GPU de la SES de grandes protéines. Les diagrammes d'Apollonius, ou diagrammes de Voronoï additivement pondérés, peuvent servir à étudier la structure des protéines, mais aussi construire la SES efficacement. Nous présentons une caractérisation mathématique de ces diagrammes permettant leur analyse et leur paramétrisation pour un calcul naïf, mais exhaustif, de leur géométrie. Enfin, sur la base de notre étude, nous proposons une méthode de calcul GPU de diagrammes d'Apollonius dans ℝ3 compatible avec des protéines de grandes tailles, mais aussi avec des distributions spatiales homogènes. Cette stratégie supporte les particularités des diagrammes d'Apollonius et permet le calcul exhaustif de leurs composantesThe study of the structure of large molecular systems through their visualization and illustration is needed to understand their features and the system they take part in. The Solvent Excluded Surface (SES) is the interaction surface between a protein and its environment. It then allows characterizing geometrically some of its properties. However, this surface is still complex to compute, especially for large molecular complex. In this thesis, we propose a dedicated GPU pipeline targeting fast and efficient computation of the SES of large proteins. Apollonius diagrams, or additively weighted Voronoi diagrams, can be used to analyze proteins structures and construct their surface. Then, we present a complete characterization of their facets which allows a parametrization supporting the exhaustive and naive computation of their geometry. Based on this study, we propose a method allowing the computation of Apollonius diagrams in ℝ3 which support the study of large proteins but is also compatible with uniform spatial distributions. Additionally, it allows an exhaustive computation of their facets
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Tran, Van Ba Thanh-Thuy. "Analyse des contaminations microbiennes des surfaces et mise au point de revêtements anti-biofilms." Lyon, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAL0046.
Full textAbstract:
Le développement de biofilms microbiens sur les surfaces non vivantes pose de nombreux problèmes économiques, sanitaires et médicaux. Afin de pouvoir lutter contre cette nuisance, il importe de mettre au point des revêtements non toxiques capables d'empêcher, ou au moins de limiter, la colonisation et la contamination des surfaces (matériaux marins, biomatériaux implantables,. . . ). Dans ce but, nous avons cherché à développer des traitements de surfaces qui "trompent" les bactéries en modifiant le micro-environnement qu'elles rencontrent à l'interface entre le matériau et le milieu liquide. Dans un premier temps, nous avons mis au point une méthode de quantification du processus de colonisation basée sur la microscopie à épifluorescence. Nous avons ensuite utilisé cette technique pour évaluer des revêtements appliqués (au Centre de Transfert de Technologie du Mans) par plasma froid. Certains revêtements retardent de plusieurs heures la colonisation. Ces résultats ont abouti à une prise de brevet et nous ont permis d'envisager de traiter des sondes urinaires dans le but de limiter les infections consécutives à leur implantation chez l'homme. Des travaux préliminaires à une étude clinique ont donc été entrepris en collaboration avec les Services d'Urologie et de Microbiologie de l'Hôpital Edouard Herriot de Lyon. Nous avons reçu un grand nombre de sondes retirées de malades infectés et nous les avons analysées par une méthode de visualisation et d'identification des bactéries contaminantes par hybridation avec des sondes oligonucléotidiques dirigées contre les ARN ribosomiques ("Fluorescent in situ hybridization"). Nous avons également développé une méthode d'immunodétection de bactéries porteuses de structures d'adhérence aux surfaces particulières. Ces techniques nous donnent les bases nécessaires pour entreprendre, en collaboration avec le laboratoire du Mans et les deux services hospitaliers, l'étude clinique de sondes urinaires traitées par les revêtements que nous avons mis au pointDevelopment of bio films on a bio tic surfaces raises a lot of problems in economic, sanitary and medicine fields. In order to fight this nuisance, there is a strong need to design non-toxic surface coating able to prevent, or at least to limit, the colonization process and the contamination of surfaces (marine materials, indwelling medical devices. . . ). In this purpose, we tried to develop surface treatments which « deceived » bacteria by modifying the microenvironment that they encounter at the interface between the material and the liquid medium. In a fist time, we designed a method of quantification of the colonization process based on epi-fluorescent microscopy. We utilized this technique to estimate the efficiency of surface coating obtained by cold plasma (at The Centre of Technological Transfer of Le Mans). Some surface coating delay colonization for several hours. This results lead to the deposit of a patent and allowed us to consider the treatment of urinary catheters with the aim to limit infections of the urinary tract following their implantation. A clinical study has therefore been initiated in collaboration with the Services of Urinary and Microbiology of the Edouard Herriot Hospital of Lyon. We received a lot of urinary catheters taken from infected patients and analyzed them by a method of visualization and identification of contaminating bacteria based on hybridization of oligo-nucleotide probes to ribosomal RNA (Fluorescent In Situ Hybridization\ We have also developed a method of imrnuno-detection of bacteria that have a particular structure of adherence to surfaces. These techniques give us the basis to begin the clinical study of urinary catheter treated by the coatings that we have designed
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Desplats, Olivier. "Préparation de surfaces structurées et reprise d'épitaxie par jets moléculaires : réalisation de micro et nano structures sur GaAs." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/299/.
Full textAbstract:
La structuration de surface et la reprise d'épitaxie sont des technologies clé pour le développement des (nano)dispositifs optoélectroniques avancés. Nos travaux de thèse ont visé la préparation de surfaces GaAs micro et nanostructurées pour l'épitaxie et l'étude de la croissance dirigée de boîtes quantiques InAs sur ces surfaces. La lithographie électronique a été retenue pour structurer la résine en surface et une attaque chimique pour le transfert du motif dans le semiconducteur. La décontamination de la surface par plasma micro-onde O2 : SF6 a été démontrée. Sa rugosité a été supprimée par désoxydation in-situ à basse température avec un plasma d'hydrogène. L'influence de l'orientation et de l'échelle des motifs sur l'épitaxie de GaAs a été précisée. Des boîtes quantiques d'InAs ont été réalisées sur ces surfaces recouvertes d'un puits de GaInAs et leur organisation obtenue. Cette méthode de préparation convient aussi pour l'épitaxie sélective de GaAs sur des surfaces structurées par des motifs de Si3N4Surface patterning and epitaxial regrowth are key technologies for novel optoelectronic (nano) devices. The aim of this thesis has been to develop a preparation of GaAs micro- and nanopatterned surfaces suited for regrowth and to study the organization of InAs quantum dots on these surfaces. The patterns have been achieved by electronic lithography in a cap resist and transferred into GaAs by chemical etching. Surface decontamination by a O2: SF6 micro-wave plasma has been demonstrated. Roughening upon in situ deoxidization has been prevented thanks to a low temperature H plasma treatment. Molecular beam epitaxy on these patterned surfaces has been studied. InAs quantum dots have been grown and lateral ordering has been attained. This preparation method has been shown to be efficient for GaAs selective regrowth on Si3N4/GaAs patterned surfaces
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Desplats, Olivier. "Préparation de surfaces structurées et reprise d'épitaxie par jets moléculaires. Réalisation de micro et nanostructures sur GaAs." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00309826.
Full textAbstract:
La structuration de surface et la reprise d'épitaxie sont des technologies clé pour le développement des (nano)dispositifs optoélectroniques avancés. Nos travaux de thèse ont visé la préparation de surfaces GaAs micro et nanostructurées pour l'épitaxie et l'étude de la croissance dirigée de boîtes quantiques InAs sur ces surfaces. La lithographie électronique a été retenue pour structurer la résine en surface et une attaque chimique pour le transfert du motif dans le semiconducteur. La décontamination de la surface par plasma micro-onde O2 : SF6 a été démontrée. Sa rugosité a été supprimée par désoxydation in-situ à basse température avec un plasma d'hydrogène. L'influence de l'orientation et de l'échelle des motifs sur l'épitaxie de GaAs a été précisée. Des boîtes quantiques d'InAs ont été réalisées sur ces surfaces recouvertes d'un puits de GaInAs et leur organisation obtenue. Cette méthode de préparation convient aussi pour l'épitaxie sélective de GaAs sur des surfaces structurées par des motifs de Si3N4.
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Quirico, Éric. "Etudes spectroscopiques proche infrarouges de solides moléculaires : application à l'étude des surfaces glacées de Triton et Pluton." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10237.
Full textAbstract:
Cette these presente une analyse spectrale de spectres proche infrarouge de la lumiere reflechie par les surfaces glacees de triton et pluton. Elle met en uvre un travail experimental qui a consiste: 1) a developper et mettre au point un systeme experimental permettant la synthese de glaces d'interet planetologique (cellule de croissance cristalline) ; 2) a mesurer des spectres en transmission dans l'infrarouge proche (1-5 m) des differentes glaces impliquees sur triton et pluton (principalement: n#2 et ch#4 purs, ch#4 et co isole dans n#2, melanges n#2:ch#4), et a effectuer des etudes systematiques de ces glaces en fonction de la composition, de la temperature, de la phase cristalline ou encore du mode de formation. L'analyse spectrale s'est effectuee dans une premiere phase par la comparaison directe des positions des bandes des spectres experimentaux et des donnees observationnelles, permettant ainsi l'identification de molecules, l'estimation de leur abondance, ainsi que l'obtention de parametres physico-chimiques. L'utilisation d'un modele de reflectance bidirectionnelle, calculant le transfert radiatif dans la surface glacee de l'objet, permet dans un deuxieme temps de comparer la globalite des caracteristiques des spectres, et d'affiner et prolonger les resultats issus de la comparaison directe. Dans le cas de triton, l'analyse spectrale montre que la glace d'azote constitue le composant majoritaire de la surface, et que la molecule ch#4 existe a l'etat isole dans cette glace. Les glaces pures de co#2 et de h#2o (identifiee au cours de ce travail) existeraient a l'etat separe du melange moleculaire n#2:co:ch#4. Dans le cas de pluton, l'analyse spectrale a mis en evidence l'existence du methane a plus forte concentration que sur triton, et son existence a l'etat d'un systeme a deux phases n#2:ch#4 dans la partie superieure de la couche glacee, tandis que l'etat isole serait predominant en profondeur. Cette stratification du methane dependrait par ailleurs de la longitude de la planete
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Katsonis, Nathalie. "Etude nanométrique d'auto-assemblages moléculaires par microscopie à effet tunnel à l'interface liquide-solide." Paris 6, 2004. http://www.theses.fr/2004PA066550.
Full text
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Mateos, Mickaël. "Modifications électrochimiques de surfaces et dispositifs électroniques organiques." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCK039/document.
Full textAbstract:
L’électronique organique reste un domaine de recherche prolifique grâce à la diversité de structures moléculaires accessible par la synthèse organique. Les matériaux moléculaires offrent des possibilités de mises en forme inédites comme les techniques de dépôt en solution, utilisables dans la conception de dispositifs organiques sur supports plastiques. Nos travaux de recherche mêlent électrochimie, conception et caractérisations électriques de dispositifs et mesures capteur. Ils abordent deux thématiques : l’élaboration de nouveaux transducteurs à base de polyanilines substituées et de phtalocyanines et l’étude de l’influence de la modification électrochimique de surface sur le comportement de dispositifs connus.Nous avons tout d’abord élaboré des hétérojonctions latérales polymère – phtalocyanine en utilisant les propriétés des polyanilines. De par leur géométrie, ces nouveaux dispositifs diffèrent de l’hétérojonction MSDI (Molecular Semiconductor – Doped Insulator), transducteur conductimétrique bicouche développé au laboratoire pour la détection de gaz comme l’ozone ou l’ammoniac. La caractérisation complète de la poly(2,3,5,6-tétrafluoroaniline) indique que ce polymère est peu conducteur, en comparaison de la polyaniline dont la conductivité peut être augmentée par dopage acido-basique. La présence des fluors empêche l’émergence du régime conducteur que l’on retrouve en milieu acide pour la polyaniline et la poly(2,5-diméthoxyaniline). Ces trois polymères, électrodéposés sur électrodes d’ITO interdigitées ont permis, après sublimation de la bisphtalocyanine de lutécium, de construire les hétérojonctions latérales. Le comportement électrique des différents dispositifs, étudié notamment par spectroscopie d’impédance, diffère en fonction de la nature des substituants de la polyaniline électrodéposée. Enfin, des mesures capteur ont montré la possibilité de détecter l’ammoniac en milieu humide, avec une limite de détection sub ppm.De précédents travaux sur l’élaboration de MSDI ont souligné le rôle primordial des interfaces, notamment dans le cas des n-MSDI qui présentent une hétérojonction p-n. Outre le changement de la nature chimique de la sous-couche employée, une autre manière de jouer sur les interfaces est de modifier électrochimiquement la surface des électrodes interdigitées, par réduction de sels de diazonium. Nous avons ainsi greffé différents benzènes substitués, dont certains ont conduit à la formation de multicouches comme l’ont révélée des mesures de microbalance à quartz électrochimique. Les différentes modifications de surface ont surtout joué le rôle de barrière isolante, amplifiant le comportement non linéaire des caractéristiques courant-tension des MSDI. Le greffage du 2,5-diméthoxybenzène a permis d’améliorer significativement la sensibilité à l’ammoniac de la MSDI à base d’hexadécafluorophtalocyanine de cuivre et de bisphtalocyanine de lutétium, avec une limite de détection de l’ordre de 200 ppbOrganic electronics remains a fruitful research field thanks to the diversity of molecular structures reachable by organic synthesis. Molecular materials offer convenient shaping processes, such as solution processing techniques, which can be used for the fabrication of organic devices on plastic substrates.Our works can be summarized as the elaboration of conductometric devices thanks to electrochemistry and the study of their electrical and sensing properties. They deal with two topics: the development of new transducers based on substituted polyanilines and phthalocyanines and the study of the influence of electrochemical modifications on the behavior of known devices.We first developped polymer - phthalocyanine lateral heterojunctions using the properties of polyanilines. Because of their geometry, these new devices differed from the MSDI heterojunction (Molecular Semiconductor - Doped Insulator), a bilayer-based conductometric transducer developed in the laboratory for the detection of gases such as ozone or ammonia. The comprehensive study of poly (2,3,5,6-tetrafluoroaniline) indicated that this material was a poor conducting polymer, compared to polyaniline whose conductivity can be increased by acid-base doping. The presence of fluorine atoms prevented the emergence of the conductive regime found in acidic medium for polyaniline and poly (2,5-dimethoxyaniline). These three polymers, electrodeposited on interdigitated ITO electrodes, allowed us, after sublimation of the lutetium bisphthalocyanine, to build lateral heterojunctions. The electrical behavior of the different devices, studied in particular by impedance spectroscopy, differed according to the nature of the substituents of the electrodeposited polyaniline. Finally, sensing measurements revealed their efficiency to detect ammonia in humid atmosphere, with a sub-ppm limit of detection.Previous works on the development of MSDI emphasized the primary role of interfaces, particularly in the case of n-MSDI that contained a p-n heterojunction. In addition to the modification of the chemical nature of the underlayer, another way to play with the interfaces is to electrochemically modify the surface of the interdigitated electrodes by reducing diazonium salts. Thus, we grafted various substituted benzenes, some of which led to the formation of multilayers as revealed by electrochemical quartz microbalance measurements. The various surface modifications mainly acted as an insulating barrier that amplified the nonlinear behavior of the current-voltage characteristics of MSDI. The grafting of 2,5-dimethoxybenzene significantly improved the ammonia sensitivity of MSDI based on copper hexadecafluorophthalocyanine and lutetium bisphthalocyanine, with a limit of detection of around 200 ppb
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Sanchez-Adaime, Esteban. "Caractérisation électrique de diodes moléculaires associées à des nano-antennes plasmoniques pour convertir la lumière en électricité." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0171.
Full textAbstract:
La technologie des antennes rectifiantes (rectennas), association d’une antenne pour convertir la lumière en courant alternatif et d’un composant redresseur pour obtenir un courant continu, promet une conversion à haut rendement de la lumière telle que le laissait penser la démonstration de William Brown en 1964 dans le domaine des micro-ondes. Parmi toutes les structures de rectennas développées, nous avons retenu et étudié celle de l’assemblage d’antennes patch colloïdales à base de nanocubes métalliques avec des diodes moléculaires qui jouent aussi le rôle de maintien mécanique des nanocubes sur le substrat métallique. Les molécules sont situées dans les cavités situées entre les bases des nanocubes et le substrat métallique. Les molécules envisagées sont les ferrocène-alcanedithiols. L’état de surface des substrats d’argent et d’or est optimisé grâce à l’emploi de la méthode de template-stripping et d’une étude couplant microscopie à force atomique et diffraction à rayons X. Les paramètres peuvent alors être optimisés pour avoir des surfaces d’argent et d’or très peu rugueuses, 1.5(±0.6) Å et 2.1(±0.4) Å respectivement, et majoritairement orientées (111). Sur ces substrats optimisés, les ferrocène-alcanedithiols sont déposés par immersion et réaction de click, puis caractérisés avec un eutectique de gallium-indium pour mesurer les densités de courant. Ces mesures révèlent un taux de rectification de 34.7 prouvant le comportement de diode moléculaire de nos ferrocène-alcanedithiols. La méthode de Langmuir-Blodgett a permis de réussir le dépôt de nanocubes sur les diodes moléculaires. L’épaisseur de la cavité comprenant les molécules a été estimée entre 2.6 et 2.9 nmThe technology of rectifying antennas (rectennas), a combination of an antenna to convert light into alternating current and a rectifier component to obtain direct current, promises a high efficiency conversion of light as suggested by William Brown's demonstration in 1964 in the microwave field.Among all the rectenna structures developed, we have selected and studied the assembly of colloidal patch antennas based on metal nanocubes with molecular diodes which also play the role of mechanical holding of the nanocubes on the metal substrate. The molecules are located in cavities between the bases of the nanocubes and the metal substrate. The molecules considered are ferrocene-alkanedithiols. The surface state of the silver and gold substrates is optimized by using the template-stripping method and by a study combining atomic force microscopy and X-ray diffraction. The parameters can then be optimized to have very flat silver and gold surfaces, 1.5(±0.6) Å and 2.1(±0.4) Å respectively, and mostly oriented (111). On these optimized substrates, ferrocene-alkanedithiols are deposited by immersion and click reaction, and then characterized with a Gallium-Indium eutectic to measure current densities. These measurements reveal a rectification rate of 34.7 proving the molecular diode behavior of our ferrocene-alkanedithiols. The Langmuir-Blodgett method successfully deposited nanocubes on the self-assembled molecular diodes, deposited using the two step click chemistry process, on the surface of the metal substrate. The thickness of the cavity containing the molecules was estimated between 2.6 and 2.9 nm
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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.
Full textAbstract:
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 approchesThe 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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Copie, Guillaume. "Modélisation multi-échelle de l'auto-assemblage de nanostructures sur surfaces." Thesis, Lille 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LIL10142/document.
Full textAbstract:
Le développement des méthodes de simulations numériques a permis de modéliser des systèmes physiques de plus en plus complexes et de les étudier à des échelles de taille et de temps importantes en appliquant une démarche multi-échelle.Ainsi, dans le cadre de cette thèse, un premier travail a regardé l’étude de l’auto-organisation de trois types de molécules organiques aromatiques sur une surface semi-conductrice à l’aide de différents outils numériques. Dynamique moléculaire empirique, métadynamique, et simulations de type Monte-Carlo ont été judicieusement combinées pour permettre l’étude multi-échelle de ces systèmes permettant ainsi d’explorer l’importance des interactions non-covalentes inter- moléculaires et molécule-surface, dans la structure et stabilité des réseaux 2 dimensions. A noter que, pour l‘une d’entre elles un comportement cinétique a également pu être mis en évidence, pouvant conduire à la coexistence de phases de symétries différentes sur la surface. Dans tous les cas, la comparaison avec les résultats expérimentaux est excellente.Dans une deuxième partie de ces travaux, l’étude du comportement de couches denses de molécules chimisorbées à l’interface entre des nanoparticules d’Au auto-assemblées sur surface a été abordée. Deux types de molécules ont été étudiés. Pour la première, un comportement différent de la jonction moléculaire, suivant la configuration des molécules (cis ou trans), a pu être mis en évidence, permettant de proposer des explications microscopiques pour la réponse électronique des jonctions entre nanoparticules auto-assemblées, utilisées dans des dispositifs d’électronique moléculaire. Pour la seconde molécule, nous avons pu étudier le comportement des couches moléculaires à l’interface entre couches de nano-particules, quand celles-ci sont soumises à une contrainte mécanique de type compression. Un module de Young efficace pour ces couches moléculaires a pu être estiméThe development of computer simulation methods allows to model physical systems of ever growing complexity, and to study their behavior over unprecedentedly large scales of time and length, by applying a multi-scale strategy.In the framework of this thesis, we firstly studied the self-organization of three dif- ferent kinds of organic aromatic molecules (THBB, TBBB, TCNBB) on a boron-doped semi-conductor surface, (Si:B(111)), by means of different numerical simulation methods. Empirical molecular dynamics, metadynamics and Monte Carlo simulations were adequa- tely combined, in order to explore the multi-scale behavior of such systems, allowing to elucidate the role of weak intermolecular and molecule-surface interactions, in the struc- ture and stability of the resulting bi-dimensional supramolecular lattices. In particular, for the TCNBB molecule a kinetic pathway has been demonstrated, which may lead to the coexistence of phases with different symmetry on the surface. In all cases, an excellent agreement with experiments was demonstrated.In a second part of this thesis, we studied the behavior of dense layers of molecules chemisorbed at the surface of nanometer-sized Au particles, in driving their self-assembly. Two kind of molecules, AzBT and MUDA, were studied. For the first one, the response of the junctions formed between the adjoining Au nanoparticles has been shown to de- pend on the conformation of the molecules, in their cis or trans form. This allowed to propose microscopic explanations for the experimentally observed electronic behavior of the junctions. For the second molecule, we studied the mechanical response of the self- assembled Au nanoparticle layers subject to a compressive load, leading to an estimate of the effective Young’s modulus of the nanostructure
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Denis, alpizar Otoniel. "Calculs de dynamique inélastique pour des collisions moléculaires d'intérêt astrochimique." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0021/document.
Full textAbstract:
L'analyse des conditions physico-chimiques régnant dans le milieu interstellaire(ISM) nécessité de connaître les constantes de vitesse de collision inélastique qui ont lieu plus fréquemment dans l'ISM. Nous avons à cettefin calculées les surfaces d'énergie potentielles ainsi que les états liés descomplexes CS-H2, HCN-H2, HCN-He et C3-He. Nous avons déterminé pour la collision CS-H2 les sections efficaces et les taux d'excitation collisionnels pour les premiers niveaux rotationnels. Des observations récentes suggérentque l'excitation des modes de pliage des molécules triatomiques doit êtreprise en compte dans les modèles astrochimiques. Nous présentons doncdeux nouvelles approches théoriques permettant d'effectuer un traitementClose Coupling des collisions inélastiques d'un atome avec une molécule triatomique. Le couplage entre les mouvements de rotation et de pliage de la molécule est traité soit exactement dans le cadre de l'approximation du rigid bender (RBCC) ou de façon approximée en moyennant le potentiel d'interaction atome-molècule sur le mode de pliage de la molécule (RBAA). La méthode RBCC est appliquée à l'étude des collisions HCN-He et C3-He pour lesquelles les sections efficaces de transition entre niveaux rotationnels appartenant à des modes de pliage différents sont obtenues. Les résultats sont comparés avec ceux fournis par l'opproximation du rotateur rigide linéaire. Dans le cas de la collision HCN-He ils sont aussi comparés avec ceux obtenus en utilisant l'approche RBAA. Nous montrons que les sections efficaces de transitions entre des niveaux rotationels appartenant à des niveaux de bending différents doivent être calculées au niveau RBCCTha analysis of the physico-chemical conditons taking place in the interstellar medium (ISM) requires to know the inclastic rate coefficents of the detected interstellar molecules in collisions with the moste common colliders int the ISM. We have comuted the four dimensional potential energy surfaces, and the bound levels for the CS-H2, HCN-H2, HCN-He and C3 -He complexes. For the collisions of Cs with H2, we also determined the rst inelastic cross section and rate coefficeients<; Several recent observations suggest that the vibrational excitation of triatomic molecules in the ISM at least in the bending motion needs to be considered in the collision mechanismes. We present a nex theorical method to treat atom-rigid bender ineslastic collisions at close the coupling level (RBCC). The coupling between rotation and bending is treated exactly within the rigid bender approximation and we obtain the cross section for the rotational transition between levels belonging to dierent bending levels. This approach is applied to the study of HCN-He and C3-He. The results are compared with those obtained whenconsidering the molecules to be linear rigid rotors. In the case of HCN-He,they are also compared with the cross sections determined using the interactionpotential averaged over the bending wavefunction. We demonstratethat the cross sections involving vibrational transitions should be computedusing the RBCC method. For HCN-He, the linear rigid approach is foundto offer a good description of pure rotational transitions while for C3-Hethis method is shown to overestimate the cross section for collision energieshigher than the first excited bending threshold
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Negri, Fabienne. "Traitement des plaquettes de GaAs (100) de grand diamètre : mise au point du procédé, préparation et caractérisations de surface pour l'épitaxie par jets moléculaires." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30208.
Full text
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Nghiem, Mai Phuong. "Mécanismes physico-chimiques des modifications de contaminants moléculaires sous irradiation UV-V sur satellites." Toulouse, ISAE, 2010. http://www.theses.fr/2010ESAE0004.
Full textAbstract:
En environnement spatial, la contamination moléculaire des surfaces des satellites constitue un problème majeur par la modification de leurs propriétés optiques ou thermo-optiques. En présence de rayonnements UV, les dégradations peuvent être aggravées par la fixation photochimique de contaminants. Le travail présenté dans cette thèse concerne donc les modifications physico-chimiques des contaminants moléculaires sous l’irradiation UV-V (ultraviolet du vide : 100 – 200 nm) entraînant cette fixation. Dans le but de comprendre les mécanismes de ces modifications, nous avons effectué des expériences de contamination et d'irradiation avec des contaminants purs. La formation de produits sous irradiation a été caractérisée de façon massique in situ (dépôt et ATG sur microbalance à quartz) et ex situ par des méthodes morphologiques (MEB), optiques (spectrométrie UV-Visible-PIR et IR) et chimiques (Chromatographie Phase Gazeuse couplée Spectrométrie de Masse). Différentes conditions de dépôt ont été étudiées (croissance d'un dépôt irradié, irradiation d'un dépôt épais) et une étude paramétrique sur les conditions d'irradiation a été menée. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la modification et la fixation des contaminants et proposer des mécanismes de modification physico-chimiques des contaminants sous l’effet des UV-V. Des radicaux libres sont formés sous irradiation UV-V des contaminants. Leur addition forme des molécules de volatilités variées dont les petites expliquent la photolyse observée, tandis que les grosses molécules expliquent la fixation de contaminants dégradant les surfaces des satellites.
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Teyssandier, Joan. "Elaboration de réseaux supramoléculaires nanoporeux sur Au(111) par voie de solution : croissance dirigée et propriétés de nano-objets moléculaires et métalliques invités." Paris 7, 2012. http://www.theses.fr/2012PA077218.
Full textAbstract:
La structuration de surfaces à l'échelle nanométrique ultime (0,5 nm - 10 nm) nécessite aujourd'hui de nouvelles approches pour dépasser les limitations actuelles des procédés technologiques « top-down » tels que la lithographie. Une alternative consiste à utiliser un gabarit élaboré par la voie « bottom-up » comme hôte pour diriger la croissance de structures nanométriques. A ce titre, des réseaux nanoporeux assemblés par liaison H s'avèrent suffisamment robustes pour accueillir divers invités moléculaires ou métalliques. Plusieurs réseaux supramoléculaires poreux ont ainsi été élaborés au moyen d'un protocole entièrement en solution (i. E. Sans recourir à F ultra-vide). La taille des pores a pu être contrôlée via l'ingénierie moléculaire appliquée aux briques élémentaires. Leurs structures ont été mises en évidence par STM et les interactions entre molécules étudiées par spectroscopie infrarouge. Ces caractérisations expérimentales ont été couplées à des calculs théoriques. Dans un second temps, différents systèmes invités ont été déposés au sein des pores, donnant lieu à des réseaux de nanostructures fonctionnelles. Le confinement d'une molécule électroactive (la juglonethiol) a ainsi permis de mettre en évidence des propriétés électrochimiques dépendantes de la taille des domaines moléculaires, et ce à l'échelle de la surface totale de l'échantillon. Par ailleurs, le dépôt d'argent dans le réseau a engendré la création de plots ayant des résonances plasmoniques conduisant à des spectres Raman exaltés (SERS)Surface nanostructuration at ultimate nanometric scale (0. 5 nm - 10 nm) requires new approaches to overcome current limitations of top-down processes such as lithography. An alternative way consists in using a host template, elaborated by a bottom-up approach, to direct the growth of nanostructures. Towards this goal» H-bonded nanoporous networks turn out to be robust enough to host various molecular and metallic guests, Several porous suprarnolecular networks have thus been elaborated using a solution-based protocol (Le, without using ultra-high vacuum). Pore size has been controlled through the design of molecular building blocks. Their structures have been revealed by STM and intermolecuiar interactions have been studied by infrared spectroscopy. These experimental characterizations have been coupled with theoretical calculations. Subsequently, various guest entities have been deposited in the pores, giving rise to networks of functional nanostructures. The confinement of an electroactive molecule (juglonethiol) permitted to highlight size-dependent electrochemical properties of molecular domains on the whole sample surface, Moreover, silver deposition in the network led to the creation of islands having plasmonic resonances generating enhanced Raman spectra (SERS)
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Marchand, Antonin. "Mouillage statique et dynamique : Influences géométriques aux échelles moléculaires." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00656423.
Full textAbstract:
Cette thèse met en évidence différents effets géométriques intervenant dans des phénomènes de mouillage. La première partie est dédiée à l'élaboration d'un modèle d'interactions dans le liquide permettant de déterminer, à partir de la géométrie de l'interface, la distribution des forces capillaires à l'échelle moléculaire. Nous proposons dans ce cadre une interprétation de la construction d'Young en tant qu'équilibre des forces dans un coin de liquide. Ce modèle est ensuite appliqué dans la deuxième partie à diverses situations mettant en jeu la capillarité aux échelles moléculaires. La tension de ligne est étudiée grâce à des simulations de dynamique moléculaire et une interprétation géométrique du phénomène est présentée. L'existence d'un film de prémouillage est prédite lors de la saturation du phénomène d'électromouillage. Ce modèle fait en outre ressortir une distribution des forces tout à fait particulière dans un solide au voisinage de la ligne de contact, dont les effets ne sont visibles que lorsque le substrat est déformable. Ainsi, une confirmation expérimentale de l'existence d'une pression de Laplace supplémentaire lorsqu'un solide est immergé est apportée. Nous étudions ensuite l'influence de la mouillabilité du liquide sur le fléchissement et le flambage d'une plaque élastique sous l'effet de cette distribution de forces capillaires. Pour finir, la transition de démouillage dynamique par entraînement d'air est examinée, et nous mettons en évidence le rôle crucial de la dissipation dans l'écoulement de l'air lorsque celui-ci est entraîné et confiné sous le liquide.
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Wernli, Michael. "Collisions moléculaires inélastiques dans l'univers froid : Nouvelles surfaces de potentiel et taux de collision pour CO, HC3N et H2O avec H2 et He." Grenoble 1, 2006. http://www.theses.fr/2006GRE10070.
Full textAbstract:
Avec les progres des instruments dedies a l'astronomie moleculaire realises durant les dernieres decennies et a venir (herschel et alma), toujours plus de molecules sont observees, et les spectres obtenus sont de plus en plus precis. Pour interpreter ces donnees, il faut notamment des taux de collision d'etat a etat pour les molecules observees. La precision des taux est un des points centraux de cette these. Ceci, aussi bien dans la recherche d'un maximum de precision que dans la caracterisation du besoin et du cout de la precision dans les calculs que nous menons. Sur co-h2, systeme de grand interet astrophysique et deja amplement etudie, nous illustrons l'importance egale des principales etapes du calcul dans la precision finale des taux. Sur hc3n-h2, nous parvenons pour la premiere fois a faire un ajustement de la surface d'energie potentielle (sep) sur une base spherique, nous permettant un traitement quantique des collisions, lui aussi inedit. De fortes regles de selection quantiques (absentes au niveau classique) sont observees, qui devraient jouer un role dans la modelisation astrophysique de cette molecule. Ces resultats sont en principe transposables a toutes les grosses molecules lineaires. Finalement, nous developpons pour h2o-h2 une sep a neuf dimensions incluant toutes les vibrations. L'ajustement original et precis de cette surface nous permet de statuer sur le choix optimal de geometries internes pour une molecule rigide, ainsi que de calculer des taux de ro-vibration. Plus grands d'un ordre de grandeur que les precedentes donnees, ils modifieront l'interpretation des observations, notamment celles a venir menees par le satellite herschelWith the advances of instruments dedicated to molecular astronomy made during the past decades and forthcoming (herschel and alma), more and more molecules are discovered, and observed spectra become more and more precise. For a good understanding of these data, one needs state-to-state collisional rates for the observed molecules. The precision of rates is one of the key points of this thesis: at the same time, we seek the maximum precision and characterize the need and cost of precision in the calculations we make. Co-h2 is a system of great astrophysical interest, previously widely studied. We show on this system the equal importance of the main steps of the calculation in the final precision of the rates. On hc3n-h2, we achieve for the first time a fit of the potential energy surface (pes) on a spherical basis allowing us to carry out, also for the first time, quantum scattering calculations. Strong quantum selection rules are obtained (absent at the classical level). They should play a role in the astrophysical modeling of this molecule. These results are in principle transposable to any large linear molecule. Finally, we build for h2o-h2 a nine-dimensional pes, including all vibrations. The original and and precise fit of this surface allows us to rule on the optimal choice of geometries for rigid molecules, as well as to compute rovibrational rates. The latter, being one order of magnitude larger than the previous data, will change the interpretation of observations, notably those of the forthcoming herschel space telescope
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Amrous, Ania. "Etude d'auto-assemblages moléculaires sur surfaces isolantes par microscopie à force atomique en mode non-contact sous ultravide à température ambiante." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4368.
Full textAbstract:
Dans ce rapport de thèse, nous présentons les résultats obtenus avec la croissance d'assemblages supramoléculaires hautement cristallins et stables à température ambiante sur des surfaces isolantes d'halogénures d'alcalins. L'objectif de cette étude est de caractériser structurellement ces réseaux auto-assemblés et de mettre en évidence l'ensemble des forces d'interaction mises en œuvre dans les processus de croissance et de diffusion, en combinant la microscopie à force atomique en mode non contact (nc-AFM) sous ultravide et des calculs théoriques basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la dynamique moléculaire. Nous montrons comment des paramètres bien définis concernant le choix de la molécule d'une part tels que sa taille, sa forme, sa symétrie, sa flexibilité et sa fonctionnalité, et le choix du substrat d'autre part, influent sur la morphologie de croissance et permettent de contrôler les propriétés de diffusion des molécules en surface et donc la structure supramoléculaire résultanteIn this thesis, we report the results obtained with the growth of highly crystalline and stable supramolecular assemblies at room temperature on insulating surfaces of bulk alkali halides single crystals. The objective of this study is to structurally characterize these self-assembled networks and understand all the interaction forces involved in the growth and diffusion processes. This is performed by joint non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) experiments in ultrahigh vacuum and theoretical calculations based on density functional theory (DFT) and molecular dynamics. We show how well-defined parameters for the choice of the molecule on the one hand such as size, shape, symmetry, flexibility and functionality, and the choice of the substrate on the other hand, influence the morphology growth and serve to steer the structure and diffusion properties of such systems
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Bouaifel, Fatiha. "Détection d’interactions moléculaires par LSPR et utilisation de surfaces semi-conductrices pour la dégradation photocatalytique de polluants organiques sous irradiation visible." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10114/document.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, deux applications de nanomatériaux sont présentées : la première concerne l’utilisation de la technique LSPR pour la détection d’interactions moléculaires et la seconde est consacrée à l’utilisation de surfaces semi-conductrices de TiO2 et de ZnO pour la photo-catalyse pour la dépollution environnementale. D’abord, nous avons présenté la préparation et la caractérisation d’interfaces plasmoniques d’ITO/Au NSs/ITO. Celles-ci montrent des signaux optiques aussi bien pour des couches minces qu’épaisses d’ITO. Elles permettent une détection LSPR à courte et à longue portée. La chimie « click » a été utilisée pour greffer le CBPQT4+ fonctionnalisé alcynyl sur une interface ITO/Au NSs/ITO terminée « azide ». Les interfaces obtenues ont été utilisées pour démontrer la possibilité d’enregistrer la formation et la rupture de complexes « hôte-invité » (CBPQT+4/TTF) utilisant la technique LSPR. Dans la seconde partie, consacrée à la photocatalyse, nous nous sommes intéressés à deux types de traitements de TiO2 et de ZnO dans le but d’améliorer leur efficacité photocatalytique sous irradiation visible. Nous avons, préparé et caractérisé des lames de quartz recouvertes d’une couche mince de TiO2 de différentes épaisseurs avec et sans nanostructures d’or sous la couche mince de TiO2. La performance photocatalytique de ces interfaces n’est pas exceptionnelle pour la dégradation de la rhodamine B mais elles sont très stables. La dernière partie de la thèse concerne la préparation et la caractérisation de nanostructures de ZnO et de ZnO dopé à l’iode. La substitution des ions d’oxygène par des ions d’iode introduit des niveaux donneurs dans la bande interdite de ZnO qui sont suffisamment superficiels à température ambiante. L’activation d’une transition, dans la bande interdite dans le cas des substrats de ZnO dopé à l’iode, explique les meilleures performances photocatalytiques de ces substrats de la rhodamine B sous irradiation visible. Ces résultats sont très prometteurs pour diverses applications photocatalytiques des substrats à base de ZnOIn this thesis, two applications of nanomaterials are presented: the first concerns the use of the LSPR for the detection of molecular interactions and the second is devoted to the use of TiO2 and ZnO semi-conductive surfaces for photocatalysis in view of environmental remediation. The first part concerns the fabrication and characterization of plasmonic interfaces of ITO/Au NSs/ITO. These surfaces showed optical signals for thin as well as for thick ITO films. These interfaces allowed short and long-range LSPR sensing. The “click” chemistry was used to covalently link an alkynyl-functionalized CBPQT4+ unit to an azide-terminated LSPR interface. Tetrathiafulvalene was used as a model guest molecule to demonstrate the possibility to follow the complexation/decomplexation events by monitoring the change in the LSPR signal. The second part is devoted to photocatalysis. It is focused on the investigation of the effect of two different treatments of TiO2 and ZnO on their photocatalytic efficiency under visible light irradiation. We have first prepared and characterized quartz slides coated with a thin layer of TiO2 with different thicknesses with and without gold nanostructures under the thin layer of TiO2. The photocatalytic performance of these interfaces is not exceptional for the degradation of rhodamine B under visible light irradiation but these interfaces have the advantage of being very stable. The last part of the thesis consists on the preparation of ZnO and iodine-doped ZnO substrates by a hydrothermal chemical deposition, and evaluation of their photocatalytic performance. The substitution of oxygen ions by iodine ions introduces donor levels in the bandgap of ZnO, which are sufficiently shallow at room temperature. The activation of a sub-band gap transition in iodine-doped ZnO nanostructured substrates explains the better performance of these substrates for the photodegradation of rhodamine B under visible light irradiation. These results are very promising in view of various photocatalytic applications of the ZnO-based substrates
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Amrous, Ania. "Etude d'auto-assemblages moléculaires sur surfaces isolantes par microscopie à force atomique en mode non-contact sous ultravide à température ambiante." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4368.
Full textAbstract:
Dans ce rapport de thèse, nous présentons les résultats obtenus avec la croissance d'assemblages supramoléculaires hautement cristallins et stables à température ambiante sur des surfaces isolantes d'halogénures d'alcalins. L'objectif de cette étude est de caractériser structurellement ces réseaux auto-assemblés et de mettre en évidence l'ensemble des forces d'interaction mises en œuvre dans les processus de croissance et de diffusion, en combinant la microscopie à force atomique en mode non contact (nc-AFM) sous ultravide et des calculs théoriques basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) et la dynamique moléculaire. Nous montrons comment des paramètres bien définis concernant le choix de la molécule d'une part tels que sa taille, sa forme, sa symétrie, sa flexibilité et sa fonctionnalité, et le choix du substrat d'autre part, influent sur la morphologie de croissance et permettent de contrôler les propriétés de diffusion des molécules en surface et donc la structure supramoléculaire résultanteIn this thesis, we report the results obtained with the growth of highly crystalline and stable supramolecular assemblies at room temperature on insulating surfaces of bulk alkali halides single crystals. The objective of this study is to structurally characterize these self-assembled networks and understand all the interaction forces involved in the growth and diffusion processes. This is performed by joint non-contact atomic force microscopy (nc-AFM) experiments in ultrahigh vacuum and theoretical calculations based on density functional theory (DFT) and molecular dynamics. We show how well-defined parameters for the choice of the molecule on the one hand such as size, shape, symmetry, flexibility and functionality, and the choice of the substrate on the other hand, influence the morphology growth and serve to steer the structure and diffusion properties of such systems
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Silva, Fabio Wellington Orlando da. "Croissance de GaSb et de ses alliages par épitaxie par jets moléculaires et étude des propriétés physiques des surfaces, interfaces et structures élaborées avec ces matériaux." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20193.
Full textAbstract:
Cette these presente des travaux sur la croissance par epitaxie par jets moleculaires (ejm) et la caracterisation des proprietes physiques des composes semi-conducteurs gasb et ga(al)sb. Nous avons etudie: a) la preparation des substrats gasb(001) en vue de l'epitaxie; b) les proprietes des surfaces gasb et alsb(001); c) la croissance du gasb sur gaas(001); d) l'elaboration et l'etude des proprietes optiques et structurales de puits quantiques et superreseaux a base de gasb/ga(al)sb
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Milia, Valentin. "Couplage de modèles de chimie quantique et d'algorithmes haute performance pour l'exploration globale du paysage énergétique de systèmes atomiques et moléculaires." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2024. http://www.theses.fr/2024TLSEP095.
Full textAbstract:
L'objectif principal de cette thèse est de développer des méthodes efficaces pour caractériser les conformations des molécules à un niveau quantique. Différentes méthodes dédiées au calcul de l'énergie potentielle d’une molécule sont examinées, ainsi que les schémas d'exploration globale des surfaces d'énergie potentielle (SEP) les plus populaires sont présentés. Une contribution clé de cette thèse est le couplage de la méthode IGLOO (Iterative Global exploration and LOcal Optimization), inspirée de la robotique, mise en œuvre dans le logiciel MoMA, avec le potentiel basé sur la “Density-Functional based Tight-Binding” (DFTB), implémenté dans le logiciel deMonNano. IGLOO intègre l'algorithme de planification de mouvement “Rapidly-exploring Random Trees” (RRT) avec des optimisations locales de l’énergie et un filtrage des structures. Une preuve de concept a été réalisée par l'identification des conformations de basse énergie de la molécule de d'alanine dipeptide.Le couplage IGLOO/DFTB a été appliqué à la cartographie des SEP de trois molécules de taille proche de la famille des phtalates (dibutyl phtalate DBP, benzyl butyl phtalate BBP et di-2-éthylhexyl phtalate DEHP), donnant un aperçu détaillé de leurs différents paysages conformationnels. Divers descripteurs géométriques ont été utilisés pour analyser leurs relations structure-énergie. Les interactions de Coulomb, l'encombrement stérique et les interactions dispersives sont à l'origine des propriétés géométriques et une forte corrélation a été mise en évidence entre les deux angles diédraux décrivant l'orientation des chaînes latérales des molécules de phtalate.En complément, un algorithme innovant pour la génération à grande échelle de molécules, incluant une variété de conformations, est présenté. Il combine la génération de graphes de molécules avec des techniques d'ajout d'atomes ou de fragments. Il est appliqué pour fournir une vaste base de données de structures 3D de molécules de carbone amorphe hydrogéné (a-CH). L'analyse de la base de données générée dans cette étude permet de comprendre la relation entre les descripteurs géométriques et électroniques des structures a-C:H. Ces propriétés sont comparées à celles des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) compacts et des chaînes linéaires, qui représentent des cas limites.Enfin, une revue des méthodes visant à identifier les points de selle et les chemins de transition entre les conformations de faible énergie sur la SEP est présentée. Une première étape pour l'identification des chemins de transition entre les conformations de faible énergie à l'aide d'un algorithme de planification de mouvement, connu sous le nom de Transition-based RRT (T-RRT), est présentée. Une mesure de similarité, désignée sous le nom de Symmetrized Segment-Path Distance (SSPD), est utilisée pour comparer les trajectoires générées. Ensuite, une technique de regroupement, à savoir Analyse de regroupement hiérarchique (HCA), est employée pour regrouper les trajectoires afin d'identifier les classes de chemin donnant la dynamique des changements de conformation. La méthodologie a été appliquée avec succès à l'identification de chemins à faible énergie entre deux minima de la SEP de l’alanine dipeptide.Dans l'ensemble, les travaux présentent des avancées significatives dans l'exploration de SEP de molécules complexes au niveau quantique, y compris (i) le couplage IGLOO/DFTB (ii) un nouvel algorithme pour la génération de structures 3D de molécules à grande échelle et (iii) un schéma original permettant l'identification de multiples chemins de transition. Des corrélations entre les propriétés structurelles, énergétiques et électroniques ont été mises en évidence pour les molécules polluantes de la famille des phtalates ainsi que pour les a-CH ayant une importance du point de vue astrophysique. Ces contributions ouvrent la voie à de futures recherches visant à étendre ces méthodes à des systèmes plus grands et plus complexesThe primary aim of this thesis is to develop efficient methods for characterizing molecular conformations at a quantum level. Various methods devoted to the computation of molecular potential energy are reviewed, as well as the most popular potential energy surfaces (PES) global exploration schemes. In this context, a key contribution of this thesis is the coupling of the robotics-inspired Iterative Global exploration and LOcal Optimization (IGLOO) method, implemented in the MoMA software, with the quantum Density-Functional based Tight-Binding (DFTB) potential, implemented in the deMonNano software. The IGLOO algorithm integrates the motion planning Rapidly-exploring Random Trees (RRT) algorithm with local optimization and structural filtering. A proof of concept has been done through the identification of low-energy conformations of the alanine dipeptide.The IGLOO/DFTB coupling has been applied to the mapping of the PES of three close-sized molecules of the phthalate family (dibutyl phthalate DBP, benzyl butyl phthalate BBP and di-2-ethylhexyl phthalate DEHP), providing detailed insights into their different conformational landscapes. Various geometrical descriptors have been used to analyze their structure-energy relationships. Coulomb interactions, steric hindrance, and dispersive interactions have been found to drive the geometric properties and a strong correlation has been evidenced between the two dihedral angles describing the side-chains orientation of the phthalate molecules. The results demonstrate the method's capability to identify low-energy minima without prior knowledge of the PES.Furthermore, an innovative algorithm for the large-scale generation of molecular structures, including a conformational variety, is presented. It combines molecular graph generation with atom or fragment addition techniques. It is applied to provide an extensive database of 3D structures of hydrogenated amorphous carbon (a-CH) molecules. The analysis of the database generated in this study provides a comprehensive understanding of the relationship between the geometrical and electronic descriptors of a-C:H structures. These properties are compared with those of compact Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and linear chains, representing limit cases.Finally, a review is given on methods aiming at identifying saddle points and transition paths between low-energy conformations on the PES. A first step toward the identification of transition paths between low-energy conformations using a motion planning algorithm, known as Transition-based Rapidly-exploring Random Trees (T-RRT), is presented. A similarity measure, designated as the Symmetrized Segment-Path Distance (SSPD), is used to compare the generated trajectories. Subsequently, a clustering technique, namely the Hierarchical Clustering Analysis (HCA), is employed to group similar trajectories in order to identify the common pathways, thereby providing valuable insights into the dynamics of conformational changes. The methodology has been successfully applied to the identification of low-energy paths between two minima of the alanine dipeptide PES.Overall, the research presents significant advancements in the exploration of complex molecular PES at a quantum level including (i) the IGLOO/DFTB coupling (ii) a novel algorithm for 3D structure generation of large-scale molecules and (iii) an original scheme allowing for the identification of multiple transition paths. Correlations between the structural, energetic and electronic properties have been evidenced for the polluting phthalate molecules and astrophysically relevant hydrogenated amorphous carbon (a-CH) molecules. These contributions pave the way for future research, aiming to extend these methods to larger and more complex systems
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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.
Full textAbstract:
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 atomesThe 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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Vassent, Jean-Luc. "Epitaxie par jets moléculaires de l’oxyde de magnésium sur la surface de fer (001)." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0167.
Full textAbstract:
Nous presentons une etude de la croissance par epitaxie par jets moleculaires d'un oxyde sur une surface metallique: mgo sur fe(001). Nous avons montre par spectrometrie de masse que l'evaporation libre de mgo a lieu sous une forme dissociee mg et o, et compare avec les flux calcules lors d'une evaporation a l'equilibre. Une approche thermodynamique semblable nous a permis d'autre part de determiner les differentes phases susceptibles d'apparaitre sur un substrat de mgo et de fer lorsque que des flux de mg et o#2 sont utilises pour la croissance. Mgo s'epitaxie sur le fer dans l'orientation (001) et croit dans un mode 2d. Le film est pseudomorphe jusqu'a une epaisseur de 4 - 5 monocouches puis le parametre de maille evolue vers celui de mgo par introduction a l'interface de dislocations de type 1/2<011>011. Nous avons compare le degre de relaxation avec celui calcule a l'equilibre lorsque les contraintes epitaxiales sont relaxees par 2 reseaux de dislocations orthogonaux et celui obtenu en considerant que la progression d'une dislocation est bloquee par la presence d'une dislocation orthogonale. La deformation elastique de la surface du film de mgo due a la presence des dislocations d'interface a ete etudiee en leed. Des satellites autour des taches de bragg apparaissent au dela de l'epaisseur critique. L'evolution de la position des satellites en fonction de l'epaisseur deposee et de l'energie primaire des electrons est en bon accord avec les calculs cinematiques d'intensite diffractee par la surface ou la deformation de la surface est determinee par le champ de deplacement d'une dislocation unique en utilisant la theorie elastique isotrope et anisotrope
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Fernandes, Mendonça Ana Catarina. "Simulations moléculaires d'une nouvelle classe de liquides ioniques basés sur la fonction ammonium pour l'utilisation potentielle en tant qu'huiles lubrifiantes respectueuses de l'environnement." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00857336.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est de comprendre la structure et les interactions des liquides ioniques au contact de surfaces métalliques à l'échelle moléculaire en ayant recours aux méthodes de dynamique moléculaire. Il s'agit également d'étudier l'impact de ces caractéristiques microscopiques sur les propriétés tribologiques du système. Les liquides ioniques choisis en tant qu'huiles lubrifiantes potentielles présentent des propriétés biodégradables et des caractéristiques tribologiques appropriées. Ils reposent sur des cations alkylammonium combinés avec des anions alkylsulfonate et bistriflamide. Notre étude est structurée en quatre parties. Elle commence par l'analyse des liquides ioniques purs puis, des liquides ioniques confinés entre deux surfaces de fer à l'équilibre et sous cisaillement, et enfin, en présence d'eau. Les propriétés structurales et dynamiques des liquides ioniques sont étudiées à travers la fonction de distribution radiale et les coefficients d'auto-diffusion. L'organisation des charges ainsi que la formation de micro-domaines en solution sont étudiées conjointement au comportement diffusif des espèces ioniques. Un champ de forces atomique, basé sur des méthodes quantiques, a été développé pour modéliser les interactions entre les liquides ioniques et la surface métallique. Des calculs DFT ont été réalisés sur des fragments de liquides ioniques en interaction avec un cluster de fer en fonction de la distance et de leur orientation. Une fonction modélisant des interactions site-site a été ajustée aux valeurs d'énergies fragment-cluster calculées par DFT afin d'obtenir les paramètres du champ de forces. Finalement, la polarisation du métal par les ions a été prise en compte en utilisant un modèle de dipôles induits afin de reproduire l'énergie d'interaction entre les charges et la surface conductrice. Avec ce modèle d'interaction, les simulations de dynamique moléculaire ont permis d'étudier la structure de l'interface entre une surface de fer plane et différents liquides ioniques. Cette analyse s'est concentrée sur l'étude du positionnement des différentes espèces au niveau de la surface, sur l'orientation des chaines alkyles et sur les profils de densité de charge. Des simulations de dynamique moléculaire hors-équilibre de liquides ioniques en interaction avec des surfaces de fer ont été réalisées en utilisant le champ de forces développé précédemment. Un protocole de simulation, basé sur une définition locale de la pression, a été développé pour prédire de manière quantitative le coefficient de friction en fonction de la valeur de la charge et du taux de cisaillement. La dépendance de la friction avec la charge, la vitesse de cisaillement, la topologie de la surface et la taille de la chaine alkyle du liquide ionique a été étudiée. La variation des forces de friction s'explique par l'arrangement spécifique des ions et l'orientation des groupements du liquide ionique à proximité de la surface. Finalement, l'effet de la présence d'eau en petite quantité dans une solution de liquide ionique a aussi été étudié à l'équilibre et hors-équilibre. Un potentiel a été construit pour décrire les interactions entre l'eau et une surface de fer en utilisant la même approche que celle décrite précédemment. Des résultats préliminaires concernant la structure de l'interface liquide-métal et la valeur du coefficient de friction ont été présentés et comparés avec ceux obtenus pour les liquides ioniques purs.