Dissertations / Theses on the topic 'Théorie de la structure électronique'
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Krzeminski, Christophe. "Structure électronique et transport dans une jonction moléculaire." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00600434.
Abstract:
D'importants progrès ont été réalisés au cours des dernières années pour caractériser le transport électronique dans une jonction constituée de une ou plusieurs molécules. De nombreux candidats de fils et de diodes moléculaires ont été proposés. L'objectif qui a guidé nos travaux est d'améliorer la compréhension des mécanismes de transport dans une jonction moléculaire et de guider la sélection des molécules capables de réaliser des composants électroniques. Nous proposons une méthode simple et rapide de calcul du courant dans une jonction moléculaire à l'aide de la théorie de Landauer exprimée dans un formalisme de fonctions de Green. Afin de calculer la structure électronique de la molécule, nous avons développé une méthode de calcul autocohérente basée sur les liaisons fortes. Nous montrons l'importance de prendre en compte l'influence du champ électrostatique sur la structure électronique de la molécule. Nous appliquons l'ensemble des méthodes que nous avons développées afin d'étudier le transport électronique sur deux types de molécules différentes. Le premier exemple est une famille de fils moléculaires, les thiénylènesvinylènes. Un bon accord a été obtenu entre les calculs de structures électroniques et les différentes caractérisations expérimentales. Nous calculons aussi les caractéristiques électriques de ces fils moléculaires entre deux électrodes d'aluminium et nous mettons en évidence la possibilité d'avoir un effet tunnel résonant. Le second exemple est la molécule C16H33-Q-3CNQ qui est un candidat de diode moléculaire selon le principe d'Aviram et Ratner. En calculant la structure électronique, nous avons montré que le principe d'Aviram et Ratner ne pouvait pas s'appliquer à cette molécule à cause de la délocalisation des états autour de la bande interdite. Nous montrons l'influence de la chaîne aliphatique de la molécule sur les phénomènes de rectification observés et nous discutons l'influence des différents problèmes technologiques (oxyde, diffusion du métal) sur les caractéristiques observées. Enfin, nous analysons l'influence des vibrations et du transport inélastique sur les deux types de jonction moléculaire que nous avons étudiées.
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Trambly, de Laissardière Guy. "Etude théorique de la structure électronique des matériaux quasicristallins." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10075.
Abstract:
Les quasicristaux sont des solides ordonnes presentant une coherence orientationnelle a longue distance sans periodicite de translation. Leurs proprietes electroniques sont spectaculaires. Par exemple, la phase alpdre presente une resistivite de semi-conducteur (> 10 ohm. Cm a 4 k), bien que sa densite d'etats au niveau de fermi soit environ 1/10 de celle de l'aluminium pur. Une etude numerique de plusieurs alliages intermetalliques a base d'aluminium et d'approximants realistes de quasicristaux a permis de degager deux caracteristiques essentielles de leur structure electronique: un creusement important de la densite d'etats au niveau de fermi par rapport aux electrons libres, ce qui est attendu pour les alliages de hume-rothery, et une structure tres piquee dans la densite d'etats. Cette derniere propriete, specifique des quasicristaux, a ete correlee avec les proprietes de transport electroniques. Le role des metaux de transition a ete etudie par une generalisation du modele de l'etat lie virtuel en tenant compte de la specificite de ces alliages. Nous presentons, entre autre, une explication de la valence negative apparente des metaux de transition qui est evoquee depuis longtemps dans les intermetalliques. En outre, cette etude montre que les metaux de transition jouent un role important dans le creusement de la densite d'etats au niveau de fermi. Dans le cadre de la theorie de la diffusion, nous analysons la localisation des electrons par un agregat atomique dans une matrice metallique. Cette etude montre l'existence d'etats lies virtuels d'agregats qui peuvent expliquer la structure piquee de la densite d'etats et sont coherents avec la notion d'etats critiques generalement consideres pour decrire le spectre electronique des pavages quasiperiodiques. Cependant, la stabilite des agregats n'est pas due a cette localisation car leur energie de cohesion est la somme d'interactions de paires. Cela renforce l'image des quasicristaux comme des alliages de hume-rothery
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Habar, Mustapha. "Contribution à l'étude de la structure géométrique et électronique de matériaux massifs, de surfaces et d'interfaces." Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0114.
Abstract:
Nous avons abordé l'étude théorique des propriétés électroniques et structurales de milieux à basse symétrie (amorphes, surfaces, interfaces), en apportant dans notre travail deux contributions particulièrement originales : la première concerne la détermination de la structure électronique par la méthode récursive, prenant en compte la matrice de recouvrement S des fonctions d'ondes, en évitant l'utilisation de l'inverse ; la seconde est une nouvelle méthode de construction des pavages de l'espace en dimension arbitraire, développant la dualité constructive entre pavages de Delaunay et de Voronoi. Les deux points exposés sont liés : ils permettent de corréler la structure électronique à la structure géométrique
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Sottile, Francesco. "Fonctions de réponse des semi-conducteurs et des isolants : de l'équation de Bethe-Salpeter à la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007531.
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Borsalino, Dimitri. "Molécules polaires ultra-froides : structure électronique et contrôle optique." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112232/document.
Abstract:
Ce mémoire s’inscrit dans le cadre des recherches sur les molécules ultra-froides, en forte expansion depuis plusieurs années. Contrairement aux atomes, les molécules ne peuvent que très difficilement être refroidies par laser. Il est donc nécessaire d’explorer des méthodes alternatives pour parvenir à la création de gaz moléculaires ultra-froids. Ce travail théorique s’est focalisé sur une classe particulière de molécules diatomiques hétéronucléaires, présentant un moment dipolaire électrique ou magnétique intrinsèque à l’origine de leurs interactions mutuelles anisotropes.Sur la base de la connaissance précise de la spectroscopie des molécules KRb et KCs (présentant un moment dipolaire électrique intrinsèque notable), combinée à des résultats théoriques, nous avons modélisé le refroidissement de leurs degrés de liberté internes au moyen du passage adiabatique Raman stimulé (STIRAP), processus laser conduisant les molécules dans leur état fondamental absolu. Plusieurs schémas STIRAP ont été discutés et comparés entre eux du point de vue de leur efficacité.Nous avons ensuite étudié la molécule RbCa, dont la spectroscopie est encore inconnue. Cette espèce est caractérisée par la présence conjointe d’un moment dipolaire électrique et magnétique permanent, qui présente un fort intérêt pour les possibilités de contrôle des interactions anisotropes qu’ils engendrent. Nous avons déterminé la structure électronique de RbCa par deux méthodes différentes de chimie quantique, permettant ainsi de qualifier la précision des résultats. Nous avons aussi proposé un schéma de transitions laser conduisant à la formation de molécules froides de RbCa à partir des atomes séparés.La manipulation et le piégeage de molécules repose sur la connaissance de leur réponse à un champ électromagnétique externe, caractérisée par leur polarisabilité dipolaire dynamique. Les calculs de chimie quantique entrepris plus haut nous ayant permis d’accéder à des états moléculaires très excités, nous avons déterminé cette quantité pour toute une série de molécules diatomiques (dimères alcalins, RbCa, RbSr,…). Nous avons ainsi pu déterminer les paramètres optimaux pour le piégeage laser de ces moléculesThis thesis deals with ultracold molecules research, which interest has been growing for several years. Unlike atoms, laser-cooling molecules is very difficult. Alternative methods are necessary to be searched for in order to create ultracold molecular gases. This theoretical work focuses on a particular type of heteronuclear diatomic molecules, possessing an intrinsic electric or magnetic dipole moment, from which originates their mutual anisotropic interactions.Based on the precise knowledge of KRb and KCs molecules (possessing a significant intrinsic electric dipole moment) spectroscopy, combined with theoretical results, the cooling of their internal degrees of freedom using Stimulated Raman Adiabatic Passage (STIRAP), a laser process bringing molecules towards their absolute ground state, has been modelled. Several STIRAP schemes have been investigated and compared regarding their efficiency. The RbCa molecule has then been studied, which spectroscopy is still unknown. The ability of controlling the anisotropic interactions induced by the simultaneous presence of an electric and magnetic dipole moment provided by this species is a clear advantage. The electronic structure of RbCa has been computed with two methods, thus allowing to estimate the reliability of the results. A scheme of laser transitions bringing to the formation of cold RbCa molecules from separate atoms has been proposed.Manipulating and trapping molecules relies on the precise knowledge of their response to an external electromagnetic field, characterised by their dynamic dipolar polarisability. The quantum chemistry calculations mentioned earlier allowed us to compute high-lying excited states, dynamic polarisability has then been computed for a whole set of diatomic molecules (alkali dimers, RbCa, RbSr, …). The optimal parameters for trapping those molecules has then been determined
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Tazi, Mouhsine. "Détermination de champs de forces de la porphine et des métalloporphines à l'aide de la théorie de la fonctionnelle de densité et leur validation par le calcul des intensités Raman de résonance." Lille 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LIL10135.
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Cortona, Pietro. "Théories des fonctionnelles de la densité : nouvelles approximations et applications." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112286.
Abstract:
Nous avons étendu le domaine d’applicabilité de la théorie des fonctionnelles de la densité au cas de systèmes relativistes ayant une polarisation da spin. La difficulté de ce cas spécifique réside dans le fait que la combinaison de la polarisation de spin avec l’effet spin-orbite brise toute dégénérescence du système, ce qui implique que ni le moment angulaire total j, ni sa partie orbitale l ne constituent de bons nombres quantiques du système. Il s’ensuit que les fonctions d’onde ne peuvent être exprimées qu’en termes d’une série infinie d’orbitales de Dirac. Cette difficulté peut toutefois être contournée : nous indiquons une méthode qui permet d’arriver à une solution explicite dans le cas de systèmes atomiques et qui est susceptible d’être appliquée aux solides. Au moyen de cette méthode nous avons étudié les propriétés magnétiques des ions trivalents de terres rares. Aussi avons-nous élaboré une nouvelle approximation à la partie d’échange de la fonctionnelle énergie d’échange corrélation. La méthode traite exactement les termes d'autointeraction, et se différencie des théories précédentes par l’usage strictement cohérent que nous faisons de la théorie du gaz homogène afin d’obtenir une approximation à la partie inter-électronique de l’échange. Cette meilleure formulation théorique est confortée, d’autre part, par les résultats : nous avons examiné les propriétés électroniques d’une vaste gamme d’éléments et nous avons trouvé d’une façon pratiquement systématique, des nettes améliorations par rapport aux résultats obtenus aussi bien par l’approximation locale que par d’autres méthodes de tenir compte de l’auto-interaction des électrons. Nous avons ensuite étendu le domaine d’applicabilité de la correction au contexte relativiste, ce qui s’obtient d’une façon directe après avoir déduite l’expression relativiste de l’énergie inter-électronique d’échange du gaz. L’étude des valeurs propres que l’on détermine de cette façon, montre que l’approximation locale ne convient pas à l’étude des solides contenant des éléments lourds. Enfin, nous avons effectué une étude des distributions de charges solides d’halogénures alcalins. Notre intérêt était principalement l’estimation des déformations des ions, dues au champ cristallin : pour ce faire nous avons calculé, par un calcul de bandes en approximation locale, les facteurs de structure de ces sels pour les comparer ensuite d’une part avec les données expérimentales, de l’autre avec les valeurs théoriques obtenues à partir des densités des ions libres. Nous avons ainsi mis en évidence aussi bien la contraction de l’anion que l’efficacité de l’approximation locale dans l’étude des densités de charge de ces solidesWe extended the applicability range of the density-functional theory to the case of relativistic spin-polarized systems. The difficulty of this case is due to the fact that the spin polarisation and the spin orbit effect together break the degeneracy of the system; so neither the total angular momentum j, nor its orbital part L are good quantum numbers of the system. This last point implies that the only way of writing the wave functions is by an infinite series of Dirac orbitals. However, this difficulty can be circumvented: we indicated a method to obtain an explic1te solution in the atomic case. By this method, which can be extended to treat solids, we studied the magnetic properties of the trivalent rare earth ions. We have also proposed a new approximation to the exchange part of the exchange-correlation energy functional. Our approximation treats exactly the self-interaction terms and uses, in a more consistent way than other analogous methods, the homogeneous gas theory in order to obtain an approximate expression of the inter-electron exchange energy. We tested our method by extensive calculations of the electronic properties of many atomic systems: the results show a systematic Improvement both of the local-density and the other self -interaction-corrected results. Next, we extended our method in order to treat relativistic systems. This can be immediatly obtained alter deriving the relativistic inter-electronic exchange energy expression for the homogeneous gas. Using the version of the theory, we showed that the local-density approximation is not appropriate to study solids containing heavy elements. Finally, we studied the charge distributions of solids of alkali halides. We were mainly interested into the ionic deformations due to the crystal field: so we determined the structure factors of these solids by a band calculation in the local-density approximation and we compared these results both with the experimental and with theoretical free-ions results. Ln this wag, we were able to show that the anions in the solids contract; on the other hand our calculations showed that the simple local-density approximation is sufficient to study charge density in ionic solids
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Boyer, Richard Soline. "Modélisation physique de la structure électronique, du transport et de l'ionisation par choc dans les matériaux IV-IV massifs, contraints et dans les puits quantiques." Paris 11, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008310.
Abstract:
Ce travail est consacré à l'étude des phénomènes physiques dans les composants à base d'alliage SiGe en présence de fort champ électrique donc mettant en jeu des porteurs très énergétiques susceptibles d'induire de l'ionisation par choc. A l'aide d'une méthode k. P à 30 bandes, nous avons modélisé les structures électroniques complètes du Si, du Ge et des alliages Si1-xGex massifs et contraints sur une large gamme d'énergie (11 eV autour de la bande interdite) avec une très grande précision sur les masses effectives. Associée au formalisme de la fonction enveloppe, cette méthode nous a fourni les relations de dispersion des sous-bandes en bande de valence et de conduction de puits quantiques à base d'alliages SiGe. Pour intégrer les structures électroniques dans la simulation du transport, nous avons calculé les densités d'états pour des structures électroniques 3D et 2D. Nous avons aussi obtenu les masses de densité d'états en fonction de la température dans les alliages SiGe massifs et contraints sur Si. Le chapitre 4 est consacré à l'étude du transport dans les alliages SiGe à partir d'une résolution déterministe de l'équation de Boltzmann. A l'aide des masses de densité d'états, nous avons calculé les mobilités des trous dans le SiGe. A partir de la simulation du transport à fort champ électrique des électrons dans le Si contraint sur SiGe et des trous dans le Ge contraint sur SiGe, nous avons obtenu les coefficients d'ionisation par choc dans ces matériaux. Des mesures électro-optiques de HFET et de diodes SiGe ont été réalisées au cours de la thèse. Les résultats expérimentaux ont été comparés à des résultats de modélisation ; les accords obtenus sont raisonnablesThis PhD thesis is devoted to the study of physical phenomena in SiGe devices involving high energy carriers which induce impact ionization. A thirty-band k. P method has been developed to model energy band diagrams of bulk and strained Si, Ge and SiGe alloys on the whole Brillouin zone in a large energy range (11 eV around the band gap). This method provides the Luttinger parameters and the conduction band effective masses with a very good accuracy. Associated with an envelop function algorithm, the band diagrams of SiGe quantum wells have been obtained in the valence and in the conduction band. From these electronic structures, carrier densities of states are obtained in bulk and strained semiconductors and in quantum wells. Hole density of state masses in bulk and strained SiGe alloys have been calculated as a function of crystal temperature. Chapter 4 is devoted to transport study in SiGe alloys with a matrix resolution of the Boltzmann transport equation. From the density of state masses, hole mobilities are calculated in SiGe alloys. From high electric field transport simulation, impact ionization coefficients have been evaluated for electrons in strained Si and for holes in strained Ge. Electroluminescence measurements have been performed on SiGe HFET and IMPATT diodes. The impact ionization coefficient calculated with the solver are in the same range as the experimental data
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Kenzari, Hocine. "Structure électronique des composés à grande maille de type « chimney-ladder »." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL121N.
Abstract:
Les « chimney-ladder » sont une famille de composés de métaux de transition à maille tétragonale présentant un paramètre c très grand. À partir de la méthode LMTO-liaisons fortes et de la technique de récursion, les densités d'états électroniques ont été calculées pour un grand nombre de ces structures. Le calcul montre que ces composés sont stabilisés par une hybridation p-d donnant une densité d'états faible au voisinage du niveau de Fermi, pour une concentration d'électrons de valence (VEC) de 14. Ce minimum de densité d'états est une véritable bande interdite dans certains cas (Ru₂Si₃, RuAl₂, Mn₁₁Si₁₉). Mn₁₁Si₁₉ et Cr₁₁Ge₁₉ ont la même structure cristallographique. Mn₁₁Si₁₉ est un semi-conducteur naturellement dopé-p, car le niveau de Fermi est légèrement au dessous du haut de la bande de valence (états liants). Dans le cas de Cr₁₁Ge₁₉, le niveau de Fermi est plus bas, dans une zone de forte densité d'états. Le critère de Stoner est satisfait, et le calcul prévoit (et l'expérience confirme) qu'il est ferromagnétique à basse température. Ru₂Sn₃et Ru₂Si₃ont une structure cristallographique voisine. La largeur de la bande d de Ru₂Sn₃ est plus étroite et le minimum correspondant au VEC de 14 est plus accusé dans Ru₂Si₃. Expérimentalement, Ru₂Si₃est un semi-conducteur (Eg = 1eV), alors que Ru₂Sn₃ est un métal mauvais conducteur. Certains alliages de structure TiSi₂, qui ont des propriétés similaires au « chimney-ladder » ont aussi été étudiés. Le calcul montre, comme pour les « chimney-ladder », la présence d'un minimum de densité d'états pour un VEC de 14.
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Lacoste, Marc. "Complexes réservoirs d'électron mono-et binucléaires : aspects électroniques et structuraux : transfert d'électron induit par effet de sel." Bordeaux 1, 1987. http://www.theses.fr/1987BOR10633.
Abstract:
Ces nouveaux composes existent sous plusieurs degres d'oxydation suivant la nature du coordinat. Determination par electrochimie de la densite de spin dans les complexes mononucleaires. Les complexes binucleaires donnent lieu a un couplage intra-moleculaire chimique ou magnetique; synthese et identification des complexes fe::(2) a valence moyenne a 35 et 37 electrons. Plusieurs reactions de transfert d'electrons sont etudiees dont certaines sont induites par la presence de sels tels que napf::(6)
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Magné, Damien. "Synthèse et structure électronique de phases MAX et MXènes." Thesis, Poitiers, 2016. http://www.theses.fr/2016POIT2284/document.
Abstract:
Les objectifs de ce travail sont d'une part d'étudier la structure électronique de carbures de titane bidimensionnels appartenant à la famille des MXènes, et d'autre part de synthétiser des films minces pour caractériser certaines de leurs propriétés. L'étude de la structure électronique a été réalisée sur le système Ti3C2T2 avec une attention particulière portée aux groupements de surface T (T=OH, F ou O) en comparant les résultats obtenus par spectroscopie de perte d'énergie des électrons à ceux des calculs ab initio. Cette étude, portée à la fois sur les excitations du gaz d'électrons de valence et des électrons de coeur, a permis de mettre en évidence la localisation des groupements de surface, ainsi que leur influence sur la structure électronique du MXene. La comparaison des simulations et des spectres expérimentaux a également permis de caractériser la nature chimique des groupements de surface. Enfin, la limite d'une telle étude est discutée en considérant les phénomènes d'irradiation responsables de la perte d'atomes d'hydrogène. La synthèse d'échantillons modèles nécessite la synthèse préalable d'un film mince de phase MAX précurseur pour le MXene : nous avons choisi la phase Ti2AlC, précurseur de Ti2C. La synthèse de Ti2AlC a été réalisée par recuit ex-situ de systèmes multicouches déposés à température ambiante. Les films ont été caractérisés par diffraction des rayons X et microscopie électronique en transmission. Au-delà de l'obtention d'un film mince de Ti2AlC texturé, cette étude a permis de montrer que la phase recherchée était obtenue via des mécanismes d'interdiffusions induisant la formation d'une solution solide métastable vers 400°C qui se transforme en phase MAX vers 600°C. Enfin, l'application de ce procédé à la phase V2AlC a permis de montrer l'importance de l'orientation de la phase initiale pour l'obtention d'un film mince texturéThe aim of this work is at first to study the electronic structure of bidimensional titanium carbide systems, belonging to the MXene family and also to synthesize thin films of such new materials to characterize their properties. The study of the electronic structure has been performed for the Ti3C2T2 MXene with a special attention to the T surface groups by using a combination of electron energy loss spectroscopy and ab initio calculations. This study, focused on both valence and core electrons excitations, enabled the identification of the surface group localization, their influence on the MXene electronic structure as well as their chemical nature. The limits of our TEM-based study is also discussed in view of irradiation phenomena which induce the loss of hydrogen atoms. The synthesis of a MXene thin film requires, beforehand, that of a MAX phase thin film: we opted for Ti2AlC, the precursor for the Ti2C MXene. The MAX phase thin film synthesis was carried out by ex-situ annealing of a multilayer layers. X-ray diffraction experiments and cross-sectional transmission electron microscopy observations show that a highly textured Ti2AlC thin film is obtained above 600°C after the formation, at 400°C, of a metastable solid solution. Finally, by using the same process for V2AlC, we demonstrate that the initial phase orientation plays a key role for the texture of the thin film so obtained
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Duhot, Sylvie. "Transport électronique non local dans des structures hybrides supracondctrices." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10157.
Abstract:
Dans cette thèse, nous traitons quatre sujets relatifs aux structures hybrides contenant un supraconducteur. Le premier chapitre analyse le transport non local dans une structure métal normal – supraconducteur – métal normal (N-S-N). Nous considérons un modèle unidimensionnel pour les jonctions N-S-N soit à l'aide de la méthode de Blonder-Tinkham-Klapwijk soit à l'aide des techniques des fonctions de Green. Nous trouvons que le transport non local est amplifié par les processus d'interactions multiples dans les électrodes normales, comme pour le phénomène de “reflectionless tunnelling”. Dans le second chapitre, nous considérons un SQUID à l'échelle nanoscopique formé d'un nanotube de carbone couplé à des électrodes supraconductrices. Les processus non locaux diminuent le courant critique et introduisent des fluctuations d'échantillon à échantillon dans la relation courant-phase en fonction des paramètres du modèle. Dans le troisième chapitre, nous étudions les corrélations des fluctuations de courant dans des structures supraconductrices multiterminales à l'aide de la théorie semiclassique de Boltzmann-Langevin. Les réflexions d'Andreev multiples peuvent donner un changement de signe dans les corrélations croisées pour certains paramètres. Dans le dernier chapitre, nous analysons des systèmes hybrides avec des supraconducteurs et des ondes de densité de charge (ODC). Nous trouvons que les paires de Cooper ne peuvent pénétrer dans les ODC que sur la longueur d'onde de Fermi. Ainsi, les jonctions S-ODC-S ne peuvent pas transporter de supercourantIn this thesis, we study various hybrid structures with superconducting parts. The first chapter analyzes non local transport in normal metal (N) - superconductor (S) - normal metal structures. We consider one dimensional model for the N-S-N junctions using either the Blonder-Tinkham-Klapwijk method, or the Green’s functions techniques. We find that non local transport can be enhanced by multiple scattering processes in the normal regions in a similar way as in the phenomenon of “reflectionless tunnelling”. In the second chapter, we consider a nanoscale SQUID formed of a carbon nanotube coupled to superconducting electrodes. Non local processes decrease the critical current and introduce sample to sample fluctuations in the current-phase relation. In the third chapter, we study the correlations of current fluctuations in superconducting multiterminal structures with semiclassical Boltzmann-Langevin theory. The multiple Andreev reflections can give a change of sign in crossed correlations for certain range of parameters. In the last chapter, we analyze hybrid systems involving superconductors and charge density wave (CDW) compounds. We find that the Cooper pair can penetrate in the CDW just on Fermi wavelength. So, the S-CDW-S junction does not transport supercurrent
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Duhot, Sylvie. "Transport électronique non local dans des structures hybrides supracondctrices." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343716.
Abstract:
Dans cette thèse, nous traitons quatre sujets relatifs aux structures hybrides contenant un supraconducteur. Le premier chapitre analyse le transport non local dans une structure métal normal – supraconducteur – métal normal (N-S-N). Nous considérons un modèle unidimensionnel pour les jonctions N-S-N soit à l'aide de la méthode de Blonder-Tinkham-Klapwijk soit à l'aide des techniques des fonctions de Green. Nous trouvons que le transport non local est amplifié par les processus d'interactions multiples dans les électrodes normales, comme pour le phénomène de “reflectionless tunnelling”.
Dans le second chapitre, nous considérons un SQUID à l'échelle nanoscopique formé d'un nanotube de carbone couplé à des électrodes supraconductrices. Les processus non locaux
diminuent le courant critique et introduisent des fluctuations d'échantillon à échantillon dans la relation courant-phase en fonction des paramètres du modèle.
Dans le troisième chapitre, nous étudions les corrélations des fluctuations de courant dans des structures supraconductrices multiterminales à l'aide de la théorie semiclassique de Boltzmann-Langevin. Les réflexions d'Andreev multiples peuvent donner un changement de signe dans les corrélations croisées pour certains paramètres.
Dans le dernier chapitre, nous analysons des systèmes hybrides avec des supraconducteurs et des ondes de densité de charge (ODC). Nous trouvons que les paires de Cooper ne peuvent pénétrer dans les ODC que sur la longueur d'onde de Fermi. Ainsi, les jonctions S-ODC-S ne peuvent pas transporter de supercourant.
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Ben, Abdellah Abdellatif. "Contribution à l'étude des propriétés de transport électronique d'alliages liquides à base de manganèse et de transport électronique et atomique du système gallium-plomb présentant une lacune de miscibilité." Metz, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1994/Ben_Abdellah.Abdellatif.SMZ9441.pdf.
Abstract:
L'objectif de ce travail est d'étudier les propriétés de transport électronique d'un certain nombre d'alliages dont le comportement structural est en quelque sorte anormal. Ainsi nous avons déterminé la résistivité électrique d'un alliage (Al-Mn) qui, à l'état solide, conduit à des quasicristaux. Nous avons substitué le gallium et le zinc à l'aluminium de façon à examiner l'évolution de la résistivité électrique en fonction de la position du polyvalent dans le tableau périodique. Le système gallium-plomb est typique d'une classe d'alliages à seuil de miscibilité bien marqué. Nous avons voulu examiner si, comme dans le cas du système Cu-Pb, une petite anomalie du coefficient de température de la résistivité indiquait des fluctuations de densité à longue distance susceptibles d'être détectées par la résistivité. Cela a bien été le cas. Nous avons mis en évidence une résistivité anormalement élevée dans le cas de l'alliage Al-Mn par rapport à celle de l'alliage Ga-Mn. Nous avons tenté d'expliquer ce comportement en calculant les déphasages des métaux étudiés en fonction de l'énergie, avec deux types d'échange et avec les deux structures électroniques possible du manganèse. Notre calcul permet d'améliorer considérablement les résultats mais ne permet pas encore de tout expliquer précisément. Dans un deuxième temps, nous avons étudié les propriétés de transport électronique dans la phase homogène. Nous avons, ensuite, étudié les limites du seuil de miscibilité du système Ga-Pb en utilisant un modèle simple. Enfin, nous avons mesuré les résistivités électriques de l'alliage Ga(0. 6)Pb(0. 4) dans différentes zones d'une cellule multi-électrodes. En dessous de Tc, le système se sépare en donnant lieu à deux alliages dont l'un est riche en gallium et l'autre riche en plomb. A l'aide de cette technique, nouvelle et totalement originale à notre connaissance, l'existence du gradient de concentration dans le capillaire permet d'étudier, d'un point de vue phénoménologique, le processus d'interdiffusion dans ce type de systèmeThe aim of this thesis is to study the transport properties of liquid transition metals alloys and the atomic transport properties of the Ga-Pb system which exhibits a miscibility gap. We have measured the electrical resistivity of Al-Mn liquid alloys, which, is quasicristaline, in the solid state. We have also extended this investigation to Ga-Mn and Zn-Mn in order to examine the electrical resistivity evolution as a function of the position of the polyvalent metal in the periodic table. The resistivity has been calculated with the phases shifts m(Ef). Our calculation is based on two possible electronic configurations of manganese and two exchange treatments. We have improved our results in taking into acount the energy dependance of phase shifts and using the Fermi energy obtained by a fit on the experimentals resistivities of pure metals. In addition, we propose a simple method to determine the boundary of a miscibility gap for Ga-Pb system. The optimized phase diagram for Ga-Pb has been obtained by using the square-well potential. The purpose of the last part is the use of a new experimental technique to measure the interdiffusion coefficient in the non dilute binary Ga-Pb, which exhibits a miscibility gap. This technique is based on the use of a finite capillary to measure the resistivity of different section of the capillary enabling us to deduce the concentration profile
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Fadjie, Djomkam Alain Bruno. "Étude des propriétés électroniques des monocouches moléculaires greffées sur des substrats nSi(111)." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S102.
Abstract:
Le transport électrique dans les jonctions tunnel minces de type MIS a été analysé en utilisant la dépendance en température du courant et de l’admittance en fonction de la tension sur des jonctions Hg//ML–nSi. Le taux de couverture et l’épaisseur des couches moléculaires (-CnH2n+1, -C10H20-COOH) formant une liaison covalente avec le Si(111), avant et après fixation de clusters (Se8Re6(TBP)4(OH)2, Mo6Br8F6), sont obtenus par XPS et par ellipsométrie. Les caractéristiques électriques ont été interprétées en utilisant un nouveau modèle de transport dans les jonctions MIS de très faible épaisseur. Nous avons observé que les groupements fonctionnels (acide et clusters) modifient la structure électronique de la jonction et par conséquent la caractéristique I(V). Aux faibles tensions en direct, dominées par l’émission thermoïonique, on observe une dépendance linéaire de la hauteur de barrière thermoïonique en fonction de la température. Aux fortes tensions, le modèle de Simmons est utilisé pour décrire la dépendance de la transparence de la barrière tunnel en fonction de la tension. La distribution des défauts localisés à l’interface est déduite des mesures de l’admittance (basse fréquence) et de la modélisation du temps de réponse τR(V) en utilisant un modèle de jonction tunnel hors équilibre. La faible densité de défauts près du milieu de gap indique une bonne passivation des liaisons pendantes à l’interface ML / Si de la jonctionElectrical transport in ultrathin Metal-Insulator-Semiconductor (MIS) tunnel junctions is analyzed using the temperature dependence of current voltage and admittance spectroscopy measurements applied to Hg // ML – n Si junctions. The coverage and thickness of molecular layers (-CnH2n+1, -C10H20-COOH) covalently bonded to Si(111), before and after capping with clusters (Se8Re6(TBP)4(OH)2, Mo6Br8F6), are deduced from XPS and ellipsometry. The I(V) characteristics are described using a new model for transport in ultrathin MIS junctions. We observe that functional groups (acid, clusters) modify the electronic structure of the junction and consequently the I(V) characteristics. In the low forward bias regime governed by thermionic emission, the observed linear T-dependence of the effective barrier height provides the thermionic emission barrier height and the tunnel barrier attenuation. In the high-forward-bias regime, the bias dependence of the tunnel barrier transparency is approximated by a modified Simmons model for a rectangular tunnel barrier. The density distribution of defects localized at the ML / Si interface is deduced from admittance data (low-high frequency method) and from a simulation of the response time τR(V) using a model for a non equilibrium tunnel junction. The low density of electrically active defects near mid-gap indicates a good passivation of dangling bonds at the ML / Si interface
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Landron, Sylvain. "Etude ab initio de la structure électronique des oxydes de cobalt NaxCoO2." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/273/.
Abstract:
Les oxydes de cobalt NaxCoO2 sont des composés qui présentent un grand nombre de propriétés électroniques intéressantes. On s'est particulièrement intéressé à deux composés de la famille que sont le composés Na0. 3CoO2-1. 3H2O, présentant une phase supra-conductrice, et le système x=0. 5 pour lequel il se produit une transition métal isolant 52 K et qui possède un riche diagramme de phase en fonction de la température et du champ magnétique. A l'aide de calculs ab initio de spectroscopie moléculaire sur des fragments immergés dans un environnement adéquat, nous avons déterminé des modèles simples et valu les interactions effectives pour ces deux composés ``phares''. Nous avons aussi conduit une analyse du champ cristallin sous l'action de la distorsion trigonale présente dans ces composés. Celle-ci conduit aux raisons pour lesquelles certains résultats comme la théorie de champ de ligands et certains calculs DFT ne donnent pas un ordre orbitalaire conforme aux données expérimentales(The NaxCoO2 Cobalt oxides are compounds with many interesting properties. In this work we were particularly interested in two compounds of the family: firstly, the Na0. 3CoO2-1. 3H2O which presents a superconducting phase, secondly the x=0. 5 system which presents an insulator to metal phase transition at 52 K and a rich phase diagram as a function of temperature and magnetic field. Using ab initio calculations molecular spectroscopy methods applied on fragments embedded in an appropriate bath, we presented the determination of simple models as well as the evaluation of the effective interactions for these two interesting compounds. We also studied the cobalt 3d-shell splitting under the trigonal distortion observed in these compounds. This analysis led to reasons for which some results, like the ones issued of ligands field theory and some issued of density functional calculations, yield an orbital splitting in disagreement with experimental results
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Truflandier, Lionel. "Détermination de paramètres RMN par la théorie de la fonctionnelle de la densité : application aux éléments 3d en RMN de l'état solide." Nante, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2083.
Abstract:
La spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN) appliquée à l'état solide permet d'observer, outre les perturbations des niveaux Zeeman, un grand nombre d'interactions internes, généralement moyennées à l'état liquide. Lorsque les développements séquentiels expérimentaux ne permettent pas de s'affrranchir de certaines d'entre elles, l'interprétation des spectres est rendue délicate voire impossible. Théorie et méthodes numériques se mettent alors au service de l'expérience pour une meilleure compréhension des bservations. Néanmoins, un dilemme doit être résolu entre précision des calculs, taille des édifices atomiques traités et nature des noyaux sondés. A partir de l'approximation pseudo-potentiel développée dans le formalisme de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), il est montré dans ce travail qu'il est possible de prédire avec précision les paramètres de déplacement chimique et de gradient de champ électrique des éléments 3d dans des systèmes étendus. Une étude fine des différentes approximations présentes dans la méthode "gauge-including projector augmented-wave" (GIPAW) a permis le développement d'outils fiables pour l'étude des noyaux 49Ti, 51V et 55Mn. Après validation sur des composés modèles d'oxydes de vanadium, ces outils ont été légitimement appliqués à d'autres systèmes périodiques. Ainsi, l'étude de composés complexes comme un décavanadate de césium ou des phosphovanadates, a permis d'apporter des réponses quant aux indéterminations structurales et aux problèmes d'interprétation des spectres RMN. Quelques problèmes inhérents à l'approche DFT ont été soulevés et discutésBesides Zeeman levels perturbation, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) applied to solid state allows the observation of numerous coupling interactions that are not accessible in liquid state. Despite sequential developments for high resolution measurements, interpretation of resonance spectra remains delicate. .
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Nour, Safouh. "Développements de la méthode MS-LSD vers le calcul de la structure électronique d'agrégats contenant des atomes lourds et des semiconducteurs." Lyon 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LYO19009.
Abstract:
La technique ms-lsd est maintenant largement utilisee pour le calcul de proprietes electroniques de complexes monometalliques. Son faible cout de calcul associe a une bonne prise en compte de la correlation electronique en ont fait une methode performante dans l'etude de complexes isoles ou modelisant des solides organometalliques ou organiques. Ce travail est oriente vers l'extension de ce modele vers les atomes lourds et la structure de bande de semiconducteurs. La premiere partie porte sur l'etude theorique des effets relativistes dans des agregats contenant des atomes lourds. Ce travail vise a augmenter la comprehension des effets de la relativite restreinte sur les liaisons chimiques dans de tels agregats. Nous avons inclu l'interaction spin-orbite dans un programme de calcul quantique ms-lsd (multiple scattering-local spin density) contenant deja les corrections relativistes scalaires independantes du spin de l'electron. Le couplage spin-orbite est calcule en utilisant la theorie de perturbation au premier ordre. La matrice spin-orbite est construite a partir de toutes les fonctions d'onde atomiques des niveaux de valence. La seule approximation faite dans ce calcul est la negligence des deux petites composantes de la fonction d'onde relativiste. Les resultats obtenus par notre programme pour des agregats de platine sont comparables a ceux de la methode dsw (dirac scattered wave) qui utilise les quatre composantes de la fonction d'onde relativiste. Des resultats d'autres calculs sont compares a l'experience et un bon accord a ete trouve. Il s'avere ainsi que le formalisme quasi relativiste ms-lsd a deux composantes represente une alternative tres interessante face aux autres techniques qui incluent les corrections relativistes. Dans une deuxieme partie de ce travail, on traite des possibilites et des limites de la methode ms-lsd pour la description des structures electroniques des solides a travers des calculs sur des clusters representatifs de ces solides. La qualite des resultats trouves pour des calculs tests sur des semiconducteurs iii-v laisse penser que cette procedure peut etre etendue a l'etude de nombreux composes de structures cristallographiques complexes
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Jraij, Alya. "Etude théorique de la structure et des propriétés électronique de différents composés d'alcalins." Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10047.
Abstract:
Les atomes d'alcalins ont toujours été l'objet d'un grand intérêt tant expérimental que théorique. Sur le plan théorique, les alcalins constituent des systèmes modèles, leur structure électronique présentant un seul électron de valence. De ce fait, il est possible de prédire avec une grande précision et de reproduire au mieux les résultats expérimentaux. C'est ainsi que des études théoriques accompagnent ou précèdent souvent les études expérimentales concernant des composés d'alcalins. Notre travail se situe dans le cadre d'une approche théorique de la structure électronique de différents systèmes d'alcalins : les cations diatomiques homonucléaires Rb2+ et Cs2+ et les agrégats de chlorure de césium CsnCln-1 (2=n=18). Pour ce faire, nous avons réalisé des calculs Hartree-Fock avec pseudopotentiel (et potentiel de polarisation). La méthode consiste à représenter les atomes intervenant dans ces systèmes par des pseudopotentiels non empiriques, des bases Gaussiennes relativement grandes et pour les ions diatomiques des potentiels de polarisation qui tiennent compte des effets de polarisation du cœur. Pour les deux ions Rb2+ et Cs2+, nous avons effectué le calcul pour 26 états 2 (+) (sans spin-orbite) et 38 états (avec spin-orbite), pour des distances internucléaires allant de 4 jusqu'à 130u. A. Nous avons calculé pour chaque ion les constantes spectroscopiques des différents états liés. Les résultats obtenus montrent un bon accord avec les rares observations expérimentales disponibles pour l'état fondamental de chaque ion. Pour les agrégats CsnCln-1, nous avons calculé les énergies totales et déterminé les structures des isomères stables. Pour chaque agrégat de taille n la plus stable et pour sa configuration, nous avons calculé le potentiel d'ionisation vertical, le moment dipolaire et les composantes de la polarisabilité dipolaire pour en déduire la susceptibilité électrique comparable aux mesures expérimentales. Plusieurs améliorations ont été introduites pour augmenter la précision du calcul. Nous pouvons dire que le modèle utilisé a réussi à reproduire des structures types d'halogénures d'alcalins et à donner des valeurs de la susceptibilité compatibles avec les données expérimentales disponibles, ceci pour la quasi totalité des tailles étudiées.
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Boutassetta, Nabil. "Prédiction théorique de la structure électronique de molécules diatomiques comportant un alcalino-terreux." Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10127.
Abstract:
Les methodes ab initio de chimie quantique sont utilisees pour etudier la structure electronique de molecules diatomiques comprenant un atome alcalino-terreux ba ou sr (bana, bak, sr#2, srli). Les atomes sont decrits par des pseudopotentiels, le calcul hartree-fock scf est suivi d'une interaction de configurations ci avec l'algorithme cipsi. Les effets de correlation et de polarisation lies au cur sont introduits par un potentiel semi-empirique de polarisation de cur. Apres de premiers resultats theoriques et experimentaux sur bah et bali, nous avons predit les spectres des molecules isovalentes bana et bak non encore observees. Pour bak, nous avons calcule egalement les forces d'oscillateur et les moments dipolaires de transition. En comparant les resultats pour les molecules isovalentes bah, bali, bana et bak, on constate une nette diminution des frequences harmoniques #e et de l'energie de dissociation d#e de l'etat fondamental, qui tend de plus en plus vers un etat faiblement lie de type van der waals pour les alcalins lourds. Pour l'etude des composes de strontium, nous avons dispose de deux types de pseudopotentiels : a 10 electrons et a 2 electrons pour decrire l'atome. Nous avons choisi ce dernier pseudopotentiel car il permet une meilleure reproduction des spectres experimentaux de sr et sr#+, avec un ecart moyen de 120 cm#-#1 et 162 cm#-#1 respectivement. Nos resultats pour le dimere sr#2 se trouvent en excellent accord avec l'experience concernant les deux etats observes : x et a. Nous avons consacre une attention particuliere a l'etat excite b qui presente de tres forts croisements evites. Au vu de nos observations, nous proposons une assignation differente de celle de l'experience pour cet etat. Sous la sollicitation d'equipes experimentales, l'application de ces methodes a ete etendue a la molecule srli jamais etudiee auparavant, et sccl pour laquelle un nombre assez limite de resultats existait.
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Mahmoud, Salman. "Étude théorique des molécules diatomiques BN, SiN et LaH, structure électronique et spectroscopie." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20080/document.
Abstract:
Une étude théorique ab initio des structures électroniques des molécules Diatomiques polaires BN, SiN et LaH dans la représentation 2s+1Λ(+/-)Ont été effectués par la méthode du champ auto-cohérent de l'espace Actif complet (CASSCF), suivie par l'interaction de la configuration multiréférence (MRSDCI). La correction de Davidson, notée (MRSDCI+ Q), a ensuite été appliquée pour rendre compte de clusters ou agrégats quadruples non liés. L'ensemble de l'espace de configuration de CASSCF a été utilisé comme référence dans le calcul MRCI, qui a été effectués en utilisant le programme de calcul de chimie physique MOLPRO et en tirant parti de l'interface graphique Gabedit. Quarante-deux de plus bas états électroniques dans la représentation 2s+1Λ(+/-)au-dessous de 95000 cm-1 ont été étudiés de la molécule BN. Alors que vingt-huit états électroniques dans les représentations 2s+1Λ(+/-) jusqu'à 70000 cm-1 de la molécule de SiN ont été étudiés. D'autre part, les vingt-quatre bas états électroniques de LaH dans les représentations 2s+1Λ(+/-) au-dessous de 70000 cm-1 ont été étudiées par deux méthodes différentes et en prenant en considération l'effet des spin-orbite de la molécule LaH et nous avons observé la division énergétique des huit états électroniques. Les courbes d'énergie potentielle ont été construites avec la fréquence co-harmonique ωe, la distance internucléaire de l'équilibre re, les constantes de rotation Be. L'énergie électronique par rapport à l'état fondamentale Te a été calculé pour les états électroniques considérés comme des BN, SiN et la molécule LaH respectivement. En utilisant l'approche des fonctions canoniques, les valeurs propres Ev, les constantes rotationnelles Bv, la constante de distorsion centrifuge Dv et les abscisses des points de retournement Rmin and Rmax ont été calculés pour les états électroniques au niveau de vibration v=51 pour LaH molécule. Dix-huit et neuf états électroniques ont été étudiées pour la molécule BN et SiN respectivement. Pour LaH, vingt-trois états électroniques de la molécule LaH et l'effet de spin-orbite de molécule LaH sont donnés ici pour la première fois. La comparaison avec les données expérimentales et théoriques pour la plupart des constantes calculées démontre une très bonne précision. Enfin, ces résultats devraient ainsi mener à des études expérimentales plus poussées pour ces molécules. Nos résultats ont été publiés dans le Canadian Journal of Chemistry, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, nous avons deux autres articles en préparation à soumettreIn the present work a theoretical investigation of the lowest molecular states of BN, SiN and LaH molecule, in the representation 2s+1Λ(+/-), has been performed via complete active space self-consistent field method (CASSCF) followed by multireference single and double configuration interaction method (MRSDCI). The Davidson correction noted as (MRSDCI+Q) was then invoked in order to account for unlinked quadruple clusters. The entire CASSCF configuration space was used as a reference in the MRCI calculation which has been performed via the computational chemistry program MOLPRO and by taking advantage of the graphical user interface Gabedit. Forty-two singlet, triplet, and quintet lowest electronic states in the 2s+1Λ(+/-) representation below 95000 cm-1 have been investigated of the molecule BN. While twenty-eight electronic states in the representation2s+1Λ(+/-)up to 70000 cm-1 of the SiN molecule have been investigated.On the other hand the Twenty four low-lying electronic states of LaH in the representation 2s+1Λ(+/-) below 35000 cm-1 have been studied by two different methods and by taking into consideration the spin orbit effect of the molecule LaH we give in the energy splitting of the eight electronic states. The potential energy curves (PECs) together with the harmonic frequency ωe, the equilibrium internuclear distance re, the rotational constants Be and the electronic energy with respect to the ground state Te have been calculated for the considered electronic states of BN, SiN and LaH molecule respectively. Using the canonical functions approach, the eigenvalues Ev, the rotational constants Bv ,the centrifugal distortion constants Dv and the abscissas of the turning points Rmin and Rmax have been calculated for electronic states up to the vibrational level v =51 for LaH molecule.Eighteen and Nine electronic states have been investigated here for the first time for the molecules of BN and SiN respectively, while for LaH, news results are performed for twenty three electronic states of LaH molecule and the spin-orbit effect of LaH molecule is given here for the first time. A comparison with experimental and theoretical data for most of the calculated constants demonstrated a very good accuracy. Finally, we expect that the results of our work should invoke further experimental investigations for these molecules. Our results have been published in Canadian journal of chemistry, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer and we have two other papers in preparation to submit
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Poiré, Yannick. "Etude la C. E. M. Des alimentations à découpage pour systèmes embarqués : Conception et optimisation des structures de filtres d'entrée." Rennes, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAR0032.
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Nanot, Sébastien. "Structure de bandes et transport électronique dans les nanotubes de carbone sous champ magnétique intense." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/625/.
Abstract:
Des mesures de transport électronique dans des nanotubes de carbone multiparois individuels sous champ magnétique pulsé (60T) sont présentées dans cette thèse. L'objectif est d'observer les modifications de la dispersion électronique par le champ magnétique. Des nanotubes de très bonne qualité cristalline sont connectés sur des distances courtes entre contacts, permettant d'atteindre des régimes de transport quasi-balistiques ou faiblement diffusifs, la paroi externe contribuant principalement. La configuration transistor permet de moduler l'énergie des porteurs (niveau de Fermi) sur plusieurs sous-bandes via un potentiel électrostatique (dit de grille). Afin de préciser la contribution des parois plus internes, une étude en spectroscopie Raman est présentée dans un premier temps. Nous constatons que l'intensité du transfert de charges entre parois successives varie fortement d'un feuillet à l'autre. L'étude sous champ magnétiques de nanotubes de parois externes semiconductrices et métalliques est ensuite présentée. Lorsque le champ magnétique est appliqué perpendiculairement à l'axe du nanotube, la formation de niveaux de Landau propagatifs est mise en évidence. Celle-ci se traduit par des modulations des conditions de résonance dans un régime de type Fabry-Pérot électronique, par la fermeture du gap électronique d'une paroi semiconductrice ainsi que la réintroduction de la rétrodiffusion dans une paroi métallique. Ce dernier effet s'accompagne d'un ancrage du niveau de Fermi vers celui de Landau se formant à énergie nulle à très fort champ. L'ensemble de ces résultats est en accord avec des modèles théoriques prenant en compte un désordre homogène. Enfin, l'effet Aharonov-Bohm sur plusieurs périodes et plusieurs sous-bandes est observé sous un champ parallèle à l'axe du nanotube. La métallicité de la paroi externe et la correspondance entre la tension de grille et l'énergie des porteurs sont obtenues en comparant les oscillations de conductance expérimentales à un modèle obtenu pour un cas parfait. Afin de décrire en détail la signature magnétique, les diminutions des transmissions aux contacts et la contribution de défauts sont qualitativement étudiéesElectronic transport measurements in individual multiwall carbon nanotubes under pulsed magnetic field (60T) are presented in this PhD thesis. The purpose is to observe modulations of the electronic dispersion by the magnetic field. High quality nanotubes are contacted with short distances between contacts. This allows to reach quasi-ballistic and slightly diffusive transport regimes occurring mainly on the outer wall. Transistor configuration enables to modulate the charge carrier energy (Fermi level) through many subbands by an electrostatic potential ("a gate"). In order to clarify the contribution of innermore shells, a spectroscopic Raman study is first presented. A strong variation from wall to wall of the intensity of charge transfer between successive shells is unraveled. The study under magnetic field of nanotubes with semiconducting and metallic outer wall is then presented. When the magnetic field is applied perpendicularly to the axis of the nanotube, the onset of propagating Landau states is unveiled. This induces modulations of resonance conditions in an electronic Fabry-Pérot type regime, closing of the energy gap in a semiconducting shell and reintroduction of backscattering in a metallic one. This last effect comes with a pinning of the Fermi level to the Landau one gathering at zero energy under high field. Those results are in agreement with theoretical models taking into account an homogeneous disorder. Finally, the Aharonov-Bohm effect under many periods and many subbands is observed when the field is parallel to the axis of the nanotube. The metallicity of the outer wall and the correspondence between the gate voltage and the charge carrier energy are obtained by comparing the experimental conductance oscillations with a model obtained in the perfect case. To describe further the magneto-fingerprints, transmission lowering at the contacts and due to defects are qualitatively considered
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Guézo, Sophie. "Microscopie à Emission d’Electrons Balistiques (BEEM) : étude des propriétés électroniques locales d’hétérostructures." Rennes 1, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00429321.
Abstract:
Ce travail de thèse s’est développé autour de la microscopie à émission d’électrons balistiques (BEEM) sous ultra-vide, dédiée à l’étude des propriétés électroniques d’interfaces d’hétérostructures pertinentes pour des applications potentielles en électronique de spin. Dans un premier temps, l’étude de la jonction Schottky Au/GaAs(001) a permis de mettre en évidence l’influence des propriétés structurales sur le transport d’électrons chauds. Une étude similaire sur Fe/GaAs(001) a confirmé la sensibilité du BEEM aux effets de structures électroniques. Ensuite, l’étude BEEM sur les propriétés électroniques locales de la barrière MgO/GaAs(001) a révélé la présence de canaux de conduction situés dans la bande interdite de MgO. Ces canaux sont associés à la présence de lacunes d’oxygène localisées dans l’oxyde, qui diminuent fortement la hauteur de barrière tunnel. Enfin, des études préliminaires de transport d’électrons chauds dépendants du spin sur Fe/Au/Fe/GaAs(001) sont présentéesThis thesis work has been developed on ballistic electron emission microscopy (BEEM) under ultra-high vacuum, dedicated to the study of interface electronic properties of heterostructures based on III-V semiconductors, essentially for further potential applications in spintronics. First, the study of Au/GaAs Schottky junction has shown, by comparison between experimental measurements and theorical calculations, the effect of structural properties on hot-electron transport. A similar study realized on Fe/GaAs(001) has confirmed the BEEM sensitivity to electronic structure effects. Then, BEEM measurements on the barrier MgO/GaAs(001) have revealed new conduction channels localized in the band gap of MgO. They are related to oxygen vacancies in the oxide layer, which strongly reduce the tunnel barrier height. Finally, first measurements of spin-polarized hot-electron transport realized on Fe/Au/Fe/GaAs(001) spin-valve are presented
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Chanier, Thomas. "Propriétés magnétiques et structure électronique des semi-conducteurs magnétiques dilués de type II-VI." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363983.
Abstract:
Le but de cette thèse est l'étude de la structure électronique et des propriétés magnétiques des semi-conducteurs magnétiques dilués (DMS) de type II-VI ZnBVI (BVI= O, S, Se, Te) dopés Co et Mn.L'étude ab initio des couplages d'échange entre deux ions magnétiques premiers voisins montre l'insuffisance de la fonctionnelle LSDA (approximation de la densité locale polarisée en spin) pour décrire l'état fondamental des DMS. Grâce à la LSDA+U, qui prend en compte la corrélation forte des électrons des couches 3d des métaux de transition par une correction de type Hubbard, on obtient des constantes d'échange d-d antiferromagnétiques (AFM) de l'ordre de quelques meV pour les composés à base de Co et Mn non-dopés électriquement. Le dopage de type p permet d'obtenir des températures de Curie ferromagnétiques (FM) de l'ordre de 100 K. Les valeurs LSDA+U des couplages d'échange sp-d N\alpha (N\beta) entre électrons (trous) de la bande de conduction (de valence) et impuretés magnétiques sont FM (AFM) de l'ordre de 0.1 eV (-1 eV). Un modèle analytique de la structure électronique des DMS montre la présence d'un état localisé séparé de la bande de valence dans les composés à base de ZnO (N\beta fortement AFM) due à l'hybridation forte entre les états 3d de l'impureté magnétique et la bande de valence.
L'état fondamental des lacunes neutres isolées dans les semi-conducteurs II-VI est examiné par une combinaison de calculs ab initio et analytiques. On montre que la lacune de Zn dans ZnO porte un spin S=1 en accord avec l'expérience. Dans les autres composés II-VI moins ioniques, cet état triplet est quasi-dégénéré avec un état singulet de spin nul. Les lacunes d'anions sont non-magnétiques.
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Lachekar, Hassane. "Transfert des paramètres de densité électronique et applications." Nancy 1, 1997. http://www.theses.fr/1997NAN10209.
Abstract:
Ce travail a été consacré à la transférabilité des paramètres de densité électronique obtenus à partir d'une expérience de diffraction des rayons X très haute résolution. Nous avons proposé une méthode simple pour décrire la densité électronique de molécules peptidiques ou protéines, qui utilise le transfert de paramètres estimés à partir de composés modèles (dipeptides, tripeptides,. . . ). Nous avons réalisé en effet une analyse détaillée des paramètres multipolaires (Pv et Plm, modèle Hansen Coppens) décrivant la densité électronique. Ces paramètres sont statistiquement égaux pour un type d'atomes ayant le même environnement chimique. Ceci nous a conduit à construire une banque de données dans laquelle, à chaque atome, nous attachons des paramètres moyens de densité électronique. L’utilisation de ces quantités physiques nous permet alors de calculer des facteurs de diffusion atomiques non sphériques utilisables ensuite dans les affinements structuraux de molécules peptidiques ou de protéines. Ce travail permet l'estimation précise des facteurs d'agitation thermique et une description de la densité électronique dans les liaisons interatomiques comparable à celle obtenue dans les études haute résolution. En outre, le transfert des charges partielles permettra de calculer le potentiel électrostatique, quantité fondamentale pour décrire les interactions inter ou intramoléculaires. Cette thématique est décrite dans les trois premiers chapitres du mémoire. La dernière partie est consacrée à une analyse topologique de la liaison hydrogène
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Fathallah, Sofiane. "Étude théorique de la structure électronique et de propriétés physiques d'édifices moléculaires à ponts carbonés." Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1S139.
Abstract:
Au cours de cette thèse, nous avons étudié la structure électronique et les propriétés physico-chimiques d'édifices moléculaires à pont carboné à l'aide de la théorie fonctionnelle de la densité (DFT). Les recherches effectuées sur les complexes à base de platine montrent que l'allongement de l'espaceur entraîne un déplacement ipsochrome des bandes d'absorption électronique. Comme généralement attendu pour les composés à pont alcyne, l'écart HOMO-LUMO diminue lorsque le nombre d'atomes de carbone du pont augmente. Des calculs TD-DFT indiquent que les transitions électroniques observées expérimentalement ne font pas intervenir les HOMO et les LUMO, mais plutôt des orbitales occupées plus basses et vacantes plus hautes. Nous étudions aussi plusieurs séries d'organoboranes à pont conjugué hydrocarboné, symétriques B(mes)2-Y-B(mes)2 et non symétriques B(mes)2-Y-X où X est un groupement donneur ou accepteur. Les calculs de réponse en optique non linéaire (ONL) montre que la nature du pont Y et dans une moindre mesure, la nature du groupement X affecte fortement les valeurs des hyperpolarisabilités. Les composés étudiés présentent des réponses en ONL importantes.
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Deleurence, Amélie. "Modélisation mathématique et simulation numérique de la structure électronique de cristaux en présence des défauts ponctuels." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004782.
Abstract:
Nous présentons des résultats mathématiques obtenus pour un nouveau modèle de champ moyen dédié à la description d'électrons quantiques interagissant dans des cristaux comportant des défauts locaux. Ce modèle est dérivé du modèle dit de supercellule par un procédé de limite thermodynamique. ous travaillons avec un modèle de Hartree-Fock réduit, obtenu à partir du modèle de Kohn-Sham étendu en négligeant le terme d'échange-corrélation. Les modèles utilisés et les résultats obtenus sont présentés au chapitre 2 puis démontrés au chapitre 4. Les chapitres 3 et 5 sont consacrés à la simulation numérique de notre modèle. Notre approche consiste à mettre en œuvre une approximation variationnelle dans une base précalculée de fonctions de Wannier du cristal parfait de référence. Nous présentons quelques résultats numériques obtenus sur un modèle uni dimensionnel avec un potentiel d'interaction de Yukawa.
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Maurat, Emmanuel. "Étude théorique de la dynamique de charge et de spin de structures électroniques confinées." Strasbourg, 2009. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2009/MAURAT_Emmanuel_2009.pdf.
Abstract:
La distribution électronique n’est pas à l’équilibre thermodynamique avec les ions, la relaxation avec le réseau s’opérant en quelques picosecondes grâce au couplage électron-phonon. L’échange d’énergie entre électrons et ions peut alors être décrit par un modèle à deux températures dans lequel les températures électronique et ionique dépendent du temps. Dans cette première approche, les aspects dynamiques sont donc modélisés en utilisant des concepts de mécanique statistique à l’équilibre thermodynamique. Dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle locale de la densité de spin (DFT-LSDA) à température finie et de l’ensemble grand canonique [43], nous avons étudié les propriétés magnétiques de petites particules métalliques à couches ouvertes constituées d’éléments qui, dans la matière infinie, ne sont pas magnétiques (comme les métaux nobles Ag, Au ou le Pt). Comme pour les matériaux ferromagnétiques massifs, ces nano objets subissent une transition de phase ferromagnétique-paramagnétique du second ordre à une température critique qui dépend fortement des corrélations électroniques et de la taille des nanoparticules. Nous avons montré que la susceptibilité magnétique obéit à la loi de Curie-Weiss. Ce résultat est du à la taille finie du système qui possède un spectre discret de niveaux électroniques et est en accord avec des mesures récentes effectuées sur des agrégats de platine triés en masse [109]. Ainsi, quand la température électronique augmente brutalement, l’aimantation diminue. Puis, grâce au couplage électron-phonon l’énergie thermique est redistribuée sur le réseau, faisant à son tour diminuer la température électronique et permettant ainsi la réapparition de l’aimantation. Cette analyse est conforté par quelques résultats expérimentaux tel que le fait que la désaimantation est plus ou moins prononcée en fonction de la température de Curie du matériau [130]. Après avoir développé la théorie de la réponse linéaire appliquée à la LSDA-DFT, nous mettons en évidence la signature d’une transition de phase ferromagnétique-paramagnétique sur les spectres optiques de nanoparticules. Toutefois, ce modèle n’est que qualitatif. En effet, les mécanismes qui sont à l’origine du phénomène de désaimantation sont cachés par le traitement statistique du problème. Le moment magnétique de spin (qui, pour les métaux, constitue l’essentiel de l’aimantation du système) peut-être redistribué sur le moment orbital par le biais du couplage spin-orbite. Ce dernier est d’origine relativiste et doit être rajouté au Hamiltonien non-relativiste usuel décrivant l’interaction lumière-matière. Il y a quelques années, cette hypothèse avait déjà été évoquée par G. P. Zhang et W. Hübner [149] pour expliquer la désaimantation dans des films ferromagnétiques. Cependant, elle fut réfutée plus tard par B. Koopmans [131] ; les paramètres utilisés dans [149] ne sont pas compatibles avec ceux utilisés dans les expériences. Dans le but de nous faire notre propre idée sur la question d’une part, et d’autre part, afin d’étendre aux systèmes finis les études précédentes effectuées dans le massif, nous avons étudié l’effet du couplage spin-orbite sur la dynamique de spin dans xi des nanoparticules. A cette fin, toujours en se plaçant dans le cadre du modèle du jellium (hypothèse purement électronique), nous avons privilégié une approche du type TDDFT (Time Dependent Density Functionnal Theory) que nous avons complété par l’introduction du terme de couplage spin-orbite. Nous avons pu ainsi observer que le couplage spin-orbite est un bon mécanisme pour la désaimantation, mais qu’il n’est pas suffisant pour pouvoir expliquer les observations expérimentales. En effet, comme le confirme une publication récente [? ], la quantité de moment angulaire orbital n’est pas un bon réservoir pour absorber la quantité de moment angulaire de spin issue de la désaimantation. Néanmoins, s’il n’est pas suffisant pour expliquer la désaimantation, le mécanisme de spin-orbite est nécessaire comme nous l’expliquons dans la dernière partie. En outre, nous avons pu mettre en évidence le rôle important joué par la polarisation du pulse laser dans le processus de désaimantation. Ce dernier aspect a été très récemment confirmé expérimentalement [138]. Dans la dernière partie du manuscrit, nous proposons un mécanisme microscopique permettant d’aller au-delà du champ moyen et qui fait intervenir conjointement les collisions électrons-électrons, le couplage spin-orbite ainsi que la conservation du moment angulaire total. Un schéma algorithmique du modèle est proposé afin de permettre son implémentation dans une approche de type TDDFT. Nous pensons en effet, qu’une redistribution du moment angulaire induite par des collisions électroniques doit jouer un rôle crucial dans le phénomène de désaimantation et ceci d’autant plus que, (i) les températures électroniques atteintes lors de l’interaction avec le laser sont hautes et, (ii) le caractère fortement non linéaire des processus de collisions électroniquesIn this first approach, the dynamic aspects are modeled using concepts of statistical mechanics at the thermodynamic equilibrium. By using the Local Spin Density Functional Theory (LSDA-DFT) at finite temperature and within the grand canonical ensemble, we have studied the magnetic properties of small metal particles with open-shell structures made up of elements which are no magnetic in the bulk (like the noble metals Ag, Au or Pt). As for ferromagnetic bulk materials, these nano objects present a ferromagnetic-paramagnetic second order phase transition at a critical temperature which depends heavily on their size and on the electronic correlations. We have shown that the magnetic susceptibility obeys the Curie-Weiss law. This result is due to the finite size of the system implying a discrete spectrum of electronic levels and is consistent with recent measurements on aggregates of platinum sorted by mass [109]. Thus, when the electron temperature increases sharply, the magnetization decreases. Then, through the electron-phonon coupling the thermal energy is distributed over the lattice, which in turn decreases the electron temperature and allows the resurgence of the magnetization. This analysis is supported by some experimental results as the fact that the demagnetization is more or less pronounced according to the Curie temperature of the material [130]. Thanks to the linear response theory for LSDA-DFT that we developed, we were also able to find the features of a such demagetization on optical spectrums. However, this model is only qualitative. Indeed, the mechanisms that are causing the phenomenon of demagnetization are hidden by the statistical treatment of the problem. The spin magnetic moment (which, for metals, is essential to the magnetization of the system) may be redistributed on the orbital moment via spin-orbit coupling. The latter is of relativistic origin and must be added to the non-relativistic Hamiltonian describing the usual light-matter interaction. A few years ago, this hypothesis had already been discussed by G. P. Zhang and W. Hübner [149] to explain the demagnetization in ferromagnetic films. However, it was later refuted by B. Koopmans [131] ; the parameters used in [149] are not compatible with those used in experiments. First, in order to make us our own ideas on the subject and second, to extend to finite systems the studies conducted for the bulk, we have investigated the effect of spin-orbit coupling on the spin dynamics in nanoparticles. To this end, still using the jellium model (assuming a purely electronic processus), we choosed the TDDFT approach (Time Dependent Density Functionnal Theory) which have been completed by the introduction of the spin-orbit coupling term. We have thus observed that the spin-orbit coupling is a good mechanism for demagnetization, but it is not sufficient to explain the experimental observations. Indeed, as confirmed by a recent publication [? ], the quantity of orbital angular momentum is not a good reservoir to absorb the amount of spin angular momentum coming from the demagnetization. However, if the mechanism induced by the spin-orbit coupling is not sufficient to explain the full demagnetization, it is necessary as explained in the last part. In addition, we were able to highlight the important role played by the polarization of the laser pulse in the demagnetization process. This last aspect has been recently confirmed experimentally [138]. In the very last part of the manuscript, we propose a microscopic mechanism allowing to go beyond mean field which involves jointly the electron-electron collisions, the spin-orbit coupling and the conservation of total angular momentum. A diagram of the algorithmic model is proposed to allow its implementation in a standard TDDFT approach. Indeed, we believe that a redistribution of angular momentum induced by electron collisions must play a crucial role in the demagnetization phenomenon and all the more so that (i) the electronic temperatures, because of the interaction with the laser, are very high, and (ii) the highly nonlinear processes of electron collisions
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Diarra, Mamadou. "Etude théorique de nanofils semiconducteurs." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00432564.
Abstract:
Le dopage des nanofils de semiconducteurs est un paramètre essentiel gouvernant leurs propriétés optiques et de transport. Alors que dans les nanofils d'une centaine de nanomètres de diamètre les impuretés servant au dopage se comportent certainement comme dans le matériau massif, les confinements quantique et diélectrique influent fortement sur leur structure électronique pour des dimensions de l'ordre de la dizaine de nanomètres ou en dessous. Les récentes techniques de croissance des nanofils semiconducteurs ouvrent de grandes opportunités pour des applications à l'échelle nanométrique. Ils restent semiconducteurs indépendamment de leur diamètre et de leur orientation, donnant la possibilité de contrôler leurs propriétés par dopage. Alors qu'il n'y a pas de doute que des nanofils de type p et n peuvent être produits, la question sur « comment leur conductivité électrique dépend du dopage ? » reste largement ouverte. En fait, la plupart des travaux montrant de bonnes propriétés de transport concernent des nanofils dopés avec une forte concentration de dopants (près de la densité de Mott ou au dessus). Dans ce cadre, notre travail présentera les résultats de calculs de structure électronique d'impuretés hydrogénoïdes dans des nanofils de silicium. L'évolution de l'énergie de liaison des donneurs et accepteurs sera présentée en fonction de la taille des nanofils. Des simulations de l'efficacité de dopage à température ambiante permettront de prédire des caractéristiques essentielles du transport électronique dans les nanofils. Nous montrons que l'énergie de liaison croit, dû aux confinements. Le confinement quantique pour les petites tailles de nanofils (diamètre < 5 nm) et le confinement dit « diélectrique » qui se produit quand il y a une importante discontinuité entre la constante diélectrique dans le nanofil et celle de son environnement. Pour les nanofils dans un environnement avec une faible constante diélectrique, nous montrons que les impuretés ne peuvent être ionisées à température ambiante même pour des diamètres jusqu'à quelques dizaines de nanomètres. Nous expliquons l'origine de ce comportement en considérant l'effet du potentiel de l'impureté et de la self-énergie des porteurs, nous donnons l'énergie d'ionisation dans différentes configurations. Ces résultats nous permettent de conclure qu'un fort dopage est nécessaire pour obtenir de bonnes propriétés électriques dans le nanofil.
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Diarra, Mamadou Marcel. "Étude théorique de nanofils semiconducteurs." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10010.
Abstract:
Le dopage des nano-fils de semi-conducteurs est un paramètre essentiel gouvernant leurs propriétés optiques et de transport. Alors que dans les fils d'une centaine de nanomètres de diamètre les impuretés servant au dopage se comportent certainement comme dans le matériau massif, les confinements quantique et diélectrique influent fortement sur leur structure électronique pour des dimensions de l'ordre de la dizaine de nanomètres ou en dessous. Les récentes techniques de croissance des nano-fils semi-conducteurs ouvrent de grandes opportunités pour des applications à l'échelle nanométrique. Ils restent semi-conducteurs indépendamment de leur diamètre et de leur orientation, donnant la possibilité de contrôler leurs propriétés par dopage. Alors qu'il n'y a pas de doute que des nano-fils de type p et n peuvent être produits, la question sur «comment leur conductivité électrique dépend du dopage ?» reste largement ouverte. En fait, la plupart des travaux montrant de bonnes propriétés de transport concernent des nano-fils dopés avec une forte concentration de dopants (près de la densité de Mott ou au dessus). Dans ce cadre, notre travail présentera les résultats de calculs de structure électronique d'impuretés hydrogénoïdes dans des nano-fils de silicium. L'évolution de l'énergie de liaison des donneurs et accepteurs sera présentée en fonction de la taille des nano-fils. Des simulations de l'efficacité de dopage à température ambiante permettront de prédire des caractéristiques essentielles du transport électronique dans les nano-fils. Nous montrons que l'énergie de liaison croit, dû aux confinements. Le confinement quantique pour les petites tailles de nano-fils (diamètre < 5 nm) et le confinement dit « diélectrique» qui se produit quand il y a une importante discontinuité entre la constante diélectrique dans le nano- fil et celle de son environnement. Pour les nano- fils dans un environnement avec une faible constante diélectrique, nous montrons que les impuretés ne peuvent être ionisées à température ambiante même pour des diamètres jusqu'à quelques dizaines de nanomètres. Nous expliquons l'origine de ce comportement en considérant l'effet du potentiel de l'impureté et de la self-énergie des porteurs, nous donnons l'énergie d'ionisation dans différentes configurations. Ces résultats nous permettent de conclure qu'un fort dopage est nécessaire pour obtenir de bonnes propriétés électriques dans le nano-filRecent breakthroughs in the growth of semiconductor nanowires (SNWs) have opened up great opportunities for nanoscale device applications. SNWs remain semiconducting independent oftheir diameter and orientation, giving the ability to control their properties by doping. Therefore a large number of experimental works have addressed the problem of doping and of its modulation in SNWs. While there is no doubt that p- and n-type SNWs can be produced, the question of how their electrical conductivity depends on the doping level remains largely open. ln fact, most of the works showing good transport properties concern SNWs doped with high impurity concentration, near or above the Mott density. ln order to investigate the doping efficiency in SNWs, we present calculations of the electronic structure of donor and acceptor impurities in Si nanowires. We show that their ionization energy increases due to the confinement, the quantum confinement at small sizes (diameter < 5 nm) and above aIl the so-called dielectric confinement which occurs when there is an important dielectric mismatch between the wire and its surrounding. For SNWs embedded in a material with a low dielectric constant, we obtain that the impurities cannot be ionized at room temperature even for diameters up to several tens of nanometers. We explain the origin of this behavior by considering the effect of the impurity potential and of the self-energy of the carrier, and we make predictions for the ionization energy in different configurations. These results allow us to conclude on the necessity to use heavy doping to obtain good electrical properties in SNWs
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Niquet, Yann Michel. "Etude des propriétés de transport de nanostructures de semiconducteurs." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2001/50376-2001-171.pdf.
Abstract:
Depuis l'introduction du circuit intégré à la fin des années 1950, le nombre de transistors par " puce " n'a cessé de croître, quadruplant approximativement tous les trois ans. Dans ce contexte, la réalisation de composants basés sur une molécule unique, un îlot métallique ou un îlot semiconducteur de dimensions nanométriques (nanostructure) a suscité un intérêt croissant. Les propriétés de transport d'une nanostructure de semiconducteurs sont différentes de celles d'un composant classique (transistor MOSFET) et sont dominées par deux effets. D'une part, le confinement quantique sépare progressivement les niveaux électroniques de l'îlot quand son volume diminue. D'autre part, le rôle joué par les interactions électroniques est d'autant plus important que l'îlot est petit : l'addition d'un électron dans l'îlot modifie significativement son potentiel électrique. Ces " effets à un électron " peuvent être utilisés pour contrôler le passage des porteurs et réaliser toutes sortes de dispositifs innovants, tels que des mémoires et des transistors à un électron. Les nanocristaux de semiconducteurs, qui se présentent grossièrement comme des sphères dont le diamètre est compris entre 2 et 15 nm environ, sont de bons candidats pour la réalisation de dispositifs à un électron fonctionnant à température ambiante. Dans cette perspective, des expériences de spectroscopie tunnel ont été réalisées pour explorer le potentiel et caractériser les propriétés de transport des nanocristaux de semiconducteurs. Les spectres de conductance mesurés sur les nanocristaux avec la pointe d'un microscope à effet tunnel (STM) présentent de nombreux pics liés aux effets du confinement quantique et aux effets à un électron [voir par exemple U. Banin et al. , Nature 400, 542 (1999)]. Ces pics ont été attribués aux électrons (trous) qui transitent de la pointe STM dans l'îlot à polarisation positive (négative).
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Karoui, Sondès. "Influence du magnétisme sur les propriétés structurales et énergétiques du système cobalt-platine : une étude théorique." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066772.
Abstract:
En raison de leurs propriétés magnétiques spécifiques, les nanoalliages CoPt font actuellement l’objet de très nombreuses études, en particulier quant à l’influence de la taille des nanoparticules sur la transition ordre-désordre. Dans ce contexte, une question fondamentale est de savoir si le magnétisme joue un rôle important dans les phénomènes d’ordre et si oui, comment l’intégrer simplement dans des potentiels interatomiques. En combinant des calculs ab initio et un modèle semi-empirique de type liaisons fortes que nous avons développé, nous avons pu mettre en évidence l’importance du magnétisme sur les propriétés structurales de ces alliages. Ainsi, notre étude ab initio a montré que le magnétisme est un moteur essentiel pour la stabilité de l’ordre chimique pour les alliages massifs du système Co-Pt. A l’aide de notre modèle énergétique, nous sommes parvenus à reproduire non seulement les principales caractéristiques électroniques du cobalt et du platine mais aussi les principales propriétés magnétiques (telle que la transition magné- tique) du cobalt. Ainsi, dans le cas du système massif, le gain d’énergie dû au magnétisme est correctement estimé en liaisons fortes. Nous avons également pu mettre en évidence un adoucissement des constantes élastiques sous l’effet du magnétisme. Enfin, l’influence du magnétisme sur les surfaces de Co (001) et (111) a été observée ce qui aurait pour conséquence de favoriser fortement la ségrégation du cobalt sur le plan de surface, et ce pour les deux orientations. Le magnétisme renforce également la ségrégation du cobalt dans le premier plan sous-jacent, ce qui peut rentrer en compétition avec les phénomènes d’ordre selon l’orientation cristallographique de la surfaceDue to their magnetic properties, Co-Pt nano-alloys are the subject of various studies, in particular regarding the influence of the size of the nanoparticle on the order-disorder transition. In this context, a fundamental question is whether or not magnetism plays an important role in order phenomena, and if yes, how to implement it simply in an inter- atomic potential. By combining ab initio calculations and a tight binding semi-empirical model that we have developed, we were able to identify the importance of magnetism on the structural properties of these alloys. Thus, our ab initio study has shown that mag- netism is an essential driving force for the stability of chemical order in the bulk alloys of the Co-Pt system. With the help of our energetics model, we were able to reproduce not only the electronic properties of cobalt and platinum but also the principal magnetic properties (such as the magnetic transition) of cobalt. Furthermore, in the bulk case, the energy gain due to magnetism is correctly estimated in tight binding. We have equally demonstrated a softening of the elastic constants under magnetic effects. Finally, an in- fluence of magnetism on Co surfaces along the (001) and (111) orientations was observed, which in consequence strongly favors the segregation of cobalt to the surface (for both orientations). Magnetism equally reinforces the segregation of cobalt in the second plane, thus entering into competition with order phenomenon
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Mharchi, Ahmed. "Etude théorique de la structure électronique du siliciure d'erbium, épitaxie sur Si (111) dans le cadre de l'extension cristalline de la méthode de Hückel étendue." Mulhouse, 1995. http://www.theses.fr/1995MULH0378.
Abstract:
Nous présentons, dans ce mémoire, une étude théorique de la structure électronique du siliciure d'erbium épitaxie sur Si(111) (monocouche, bicouche et volume) dans le cadre de l'extension cristalline de la méthode de Hückel étendue. Dans le cas du siliciure d'erbium volumique, nous proposons une interprétation des spectres de photoémission et mettons en évidence le rôle des lacunes de silicium en comparant les structures de bandes calculées dans le cas des siliciures idéal (ErSi2) et lacunaire (ErSi1. 7). Dans le cas d'une monocouche, nous montrons que la géométrie interfaciale dans laquelle l'erbium se trouve en position T4 est la plus favorable. L'accord avec les bandes expérimentales est bon et confirme, d'autre part, le caractère semi - métallique du siliciure 2D. Dans le cas de deux couches d'erbium déposées sur Si(111), la structure atomique de surface consiste donc en une couche bouclée de silicium sans lacunes. Nous proposons une interprétation de quelques structures observées dans les spectres de photoémission, notamment le pic à 0,7 eV lié à la présence des lacunes, l'état à 1,80 eV lié aux liaisons arrières (back bonds) et l'état de surface à 1,4 eV issu des liaisons pendantes des atomes de silicium de surface
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Guitou, Marie. "Etude théorique de la structure de composés moléculaires de métaux lourds." Marne-la-Vallée, 2002. http://www.theses.fr/2002MARN0150.
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Muthali, Ajmalghan. "Calculs de structures électroniques et modèles thermodynamiques pour les matériaux d'intérêt énergétique." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0353.
Abstract:
Le réacteur international thermonucléaire experimental ITER est en cours de construction à Cadarache dans le but de démontrer la faisabilité de la fusion nucléaire contrôlée sur Terre pour la production d’énergie propre et durable. Le tungstène (W) qui est le matériau choisi pour le revêtement des parois d’ITER recevra au cours de son fonctionnement d’importants flux de particules comprenant les isotopes de l’hydrogène (IH). Plusieurs questions fondamentales liées au fonctionnement d'ITER restent en suspens, notamment des questions relatives à l'interaction entre IH et PFM. Celles-ci conduiront à endommager la surface de l’enceinte, posant des risques de sécurité et pouvant conduire à l’arrêt du réacteur. L'objectif de cette thèse est donc de répondre au moins en partie à ce questionnement au moyen de calculs de structure électronique dans la théorie de la densité fonctionnelle (DFT). Le manuscrit comprend six chapitres mais peut être divisé en trois parties principales. Dans la première, les géométries d’adsorption de plus basse énergie sont déterminées par DFT pour les surfaces W(110) et W(100) et pour des taux de couverture compris entre la surface nue et la saturation. Enfin, la troisième partie traite de la diffusion de l’hydrogène dans la sous-surface du tungstène et du mécanisme de recombinaison de l’hydrogène sur les surfaces W(110) et W(100). Ces deux mécanismes ont été déterminés en fonction du taux de couverture de la surface dont l’impact sur les profils énergétiques s’est révélé crucialITER - International Thermonuclear Experimental Reactor - is built in Cadarache, is designed to demonstrate the feasibility of controlled nuclear fusion on earth for the production of clean and sustainable energy. Tungsten (W), the chosen plasma facing-material (PFM) for divertor will be irradiated by a high flux of particles including hydrogen isotopes (HIs) during its operation. Several fundamental issues related to the operation of ITER remain open, including questions concerning the interaction HI and PFM which damages the surface of the vessel, increases the risk of hazard and prevents fusion from occurring. This is the aim of this Ph.D. thesis by means of electronic structure calculations within the density functional theory (DFT). While the manuscript consists of six chapters, it can be grouped into three main parts. In the first one, we investigate hydrogen coverage on the tungsten W(110) and W(100) surfaces via periodic DFT, providing the most stable configurations that hydrogen forms on the surface, step-wise, from the bare surface up to saturation. Since DFT data are only valid at a temperature of 0K, we followed in the second part a statistical approach to make the surface coverage temperature and pressure dependent. In the last part of this document, we focus on the mechanism of hydrogen diffusion in the sub-surface and on the recombination of molecular hydrogen on top of both surfaces. In particular, we explore the surface-coverage dependency of these mechanisms and how it affects their energetics and related kinetics
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Diarra, Mamadou Marcel. "Étude théorique de nanofils semiconducteurs." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10010/document.
Abstract:
Le dopage des nano-fils de semi-conducteurs est un paramètre essentiel gouvernant leurs propriétés optiques et de transport. Alors que dans les fils d'une centaine de nanomètres de diamètre les impuretés servant au dopage se comportent certainement comme dans le matériau massif, les confinements quantique et diélectrique influent fortement sur leur structure électronique pour des dimensions de l'ordre de la dizaine de nanomètres ou en dessous. Les récentes techniques de croissance des nano-fils semi-conducteurs ouvrent de grandes opportunités pour des applications à l'échelle nanométrique. Ils restent semi-conducteurs indépendamment de leur diamètre et de leur orientation, donnant la possibilité de contrôler leurs propriétés par dopage. Alors qu'il n'y a pas de doute que des nano-fils de type p et n peuvent être produits, la question sur «comment leur conductivité électrique dépend du dopage ?» reste largement ouverte. En fait, la plupart des travaux montrant de bonnes propriétés de transport concernent des nano-fils dopés avec une forte concentration de dopants (près de la densité de Mott ou au dessus). Dans ce cadre, notre travail présentera les résultats de calculs de structure électronique d'impuretés hydrogénoïdes dans des nano-fils de silicium. L'évolution de l'énergie de liaison des donneurs et accepteurs sera présentée en fonction de la taille des nano-fils. Des simulations de l'efficacité de dopage à température ambiante permettront de prédire des caractéristiques essentielles du transport électronique dans les nano-fils. Nous montrons que l'énergie de liaison croit, dû aux confinements. Le confinement quantique pour les petites tailles de nano-fils (diamètre < 5 nm) et le confinement dit « diélectrique» qui se produit quand il y a une importante discontinuité entre la constante diélectrique dans le nano- fil et celle de son environnement. Pour les nano- fils dans un environnement avec une faible constante diélectrique, nous montrons que les impuretés ne peuvent être ionisées à température ambiante même pour des diamètres jusqu'à quelques dizaines de nanomètres. Nous expliquons l'origine de ce comportement en considérant l'effet du potentiel de l'impureté et de la self-énergie des porteurs, nous donnons l'énergie d'ionisation dans différentes configurations. Ces résultats nous permettent de conclure qu'un fort dopage est nécessaire pour obtenir de bonnes propriétés électriques dans le nano-filRecent breakthroughs in the growth of semiconductor nanowires (SNWs) have opened up great opportunities for nanoscale device applications. SNWs remain semiconducting independent oftheir diameter and orientation, giving the ability to control their properties by doping. Therefore a large number of experimental works have addressed the problem of doping and of its modulation in SNWs. While there is no doubt that p- and n-type SNWs can be produced, the question of how their electrical conductivity depends on the doping level remains largely open. ln fact, most of the works showing good transport properties concern SNWs doped with high impurity concentration, near or above the Mott density. ln order to investigate the doping efficiency in SNWs, we present calculations of the electronic structure of donor and acceptor impurities in Si nanowires. We show that their ionization energy increases due to the confinement, the quantum confinement at small sizes (diameter < 5 nm) and above aIl the so-called dielectric confinement which occurs when there is an important dielectric mismatch between the wire and its surrounding. For SNWs embedded in a material with a low dielectric constant, we obtain that the impurities cannot be ionized at room temperature even for diameters up to several tens of nanometers. We explain the origin of this behavior by considering the effect of the impurity potential and of the self-energy of the carrier, and we make predictions for the ionization energy in different configurations. These results allow us to conclude on the necessity to use heavy doping to obtain good electrical properties in SNWs
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Gamboa, Ramirez Stefani. "Structure-function relationship in polynuclear bio-inspired copper complexes : combined experimental and computational studies." Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2023. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/230201_GAMBOARAMIREZ_549h879lvul851osvjs537pe_TH.pdf.
Abstract:
Les systèmes magnétiques sont essentiels dans de nombreuses applications telles que le stockage de données, la conservation de l'énergie et l'informatique quantique. Les complexes polynucléaires présentant une interaction magnétique constituent un sujet central en magnétisme moléculaire. Une interaction magnétique devient opérationnelle lorsque les électrons non appariés de deux ou plusieurs centres à couche ouverte se trouvent à proximité immédiate. Ce phénomène est décrit par la constante d'échange, J, qui rend compte de la force et de la nature de cette interaction. Bien que cette observable puisse être mesurée expérimentalement par le SQUID, l'interprétation correcte des propriétés magnétiques devient problématique pour les grands systèmes. À cet égard, la chimie quantique est devenue un outil crucial pour la description précise des structures électroniques et la DFT associée à l’approche BS apparaît comme la méthode de choix pour prédire les interactions magnétiques. Comprendre comment la structure façonne l'interaction d'échange dans les petits systèmes est une première étape pour pouvoir décrire le comportement magnétique d'entités plus complexes. Dans ce travail, nous avons combiné des approches expérimentales et théoriques pour établir des corrélations magnéto-structurales et étudier la réactivité des complexes dinucléaires de cuivre. Nous avons appliqué notre méthodologie pour étudier les propriétés électroniques et magnétiques de plusieurs entités polynucléaires telles que : un complexe trinucléaire de nickel avec des ligands rédox-actifs, un complexe tétranucléaire de nickel et un cubane de nickel capable de catalyser l’oxydation de l’eauMagnetic systems are crucial in many applications, such as data storage, energy conservation, quantum computing, and telecommunications. In this context, polynuclear complexes featuring magnetic interaction between metal ions are a central topic in molecular magnetism. A magnetic interaction becomes operative when the unpaired electron of two or more open-shell centres are in close proximity. This is described by the exchange coupling constant, J, which reports the strength and nature of the interaction. While this observable can be experimentally measured by SQUID, the correct interpretation of the magnetic properties becomes problematic for large systems. In this regard, quantum chemistry has become a crucial tool for the accurate and unique assignment of electronic structures, and Broken-Symmetry (BS) Density Functional Theory (DFT) appears as the method of choice to predict the magnetic interactions due to its applicability for large systems with a low computational cost. Understanding how the structure shapes the exchange interaction in small systems is a first step to being able to describe the magnetic behaviour of larger and more complicated entities. This work combines experimental and theoretical approaches to investigate the magneto-structural correlation and reactivity of dinuclear copper complexes. Upon setting up the appropriate theoretical approach, we applied our methodology to investigate the electronic and magnetic properties of several polynuclear metal complexes, including (i) a trinuclear nickel complex with redox-active ligands, (ii) a tetranuclear nickel complex, and (iii) a nickel-cubane displaying electroactivity towards oxygen evolution reaction
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Dorado, Boris. "Etude des propriétés de transport atomique dans le dioxyde d'uranium par le calcul de structure électronique : influence des fortes corrélations." Thesis, Aix-Marseille 2, 2010. http://www.theses.fr/2010AIX22068/document.
Abstract:
Le dioxyde d'uranium UO2 est le combustible nucléaire standard des réacteurs à eau pressurisée. Durant le fonctionnement du réacteur, la fission de l'uranium produit une grande variété de produits de fission (PF) dont le ralentissement dans la matrice crée un nombre important de défauts ponctuels. Les défauts ponctuels et les PF gouvernent en retour l'évolution des propriétés physiques du combustible sous irradiation. Dans cette étude,nous utilisons les calculs de structure électronique afin de mieux comprendre le comportement sous irradiation du combustible UO2. Nous nous intéressons en particulier au comportement des défauts ponctuels ainsi qu'à la stabilité de trois PF volatils : iode, krypton et xénon. Afin de rendre compte des fortes corrélations électroniques des électrons 5f de l'uranium dans UO2, nous utilisons l'approximation DFT+U, basée sur la théorie de la fonctionnelle de la densité. Cependant, cette approximation crée un nombre important d'états métastables dans lesquels les systèmes peuvent rester piégés et qui sont à l'origine des dispersions observées dans la littérature.Pour résoudre ces problèmes, nous utilisons une méthode basée sur le contrôle des occupations électroniques des orbitales corrélées afin de systématiquement approcher le plus possible l'état fondamental des systèmes étudiés.Nous montrons que l'approximation DFT+U, utilisée en contrôlant les occupations électroniques, permet d'une part de décrire précisément le comportement des défauts ponctuels et des PF dans UO2, d'autre part de fournir des informations quantitatives quant aux propriétés de transport des défauts ponctuels dans le combustible oxydeUranium dioxide UO2 is the standard nuclear fuel used in pressurized water reactors. During in-reactoroperation, the fission of uranium atoms yields a wide variery of fission products (FP) which create numerouspoint defects while slowing down in the material. Point defects and FP govern in turn the evolution of the fuelphysical properties under irradiation. In this study, we use electronic structure calculations in order to betterunderstand the fuel behavior under irradiation. In particular, we investigate point defect behavior, as well as thestability of three volatile FP: iodine, krypton and xenon. In order to take into account the strong correlations ofuranium 5f electrons in UO2, we use the DFT+U approximation, based on the density functional theory. Thisapproximation, however, creates numerous metastable states which trap the system and induce discrepanciesin the results reported in the literature. To solve this issue and to ensure the ground state is systematicallyapproached as much as possible, we use a method based on electronic occupancy control of the correlated orbitals.We show that the DFT+U approximation, when used with electronic occupancy control, can describe accuratelypoint defect and fission product behavior in UO2 and provide quantitative information regarding point defecttransport properties in the oxide fuel
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Le, Menn Pascal. "Etude de structures intégrées multicouches hyperfréquences utilisant une technologie couches épaisses : application au couplage et au filtrage." Brest, 1990. http://www.theses.fr/1990BRES2014.
Abstract:
L'objectif de ce travail est de montrer l'interet de la technologie couches epaisses dans une gamme de frequence allant de 1 ghz a 20 ghz et ceci pour des dispositifs hyperfrequences constitues de lignes de transmissions de type microruban fortement couplees. Dans une premiere partie, une methode d'analyse theorique de ces structures est developpee. Le milieu de propagation est constitue de plusieurs couches de materiaux dielectriques, isotropes et sans pertes. Les deux lignes de transmissions couplees peuvent etre de largeurs differentes et superposees l'une par rapport a l'autre. La seconde partie est consacree a la caracterisation hyperfrequences de la technologie utilisee. Une etude comparative des principaux materiaux existant sur le marche, permet la selection d'un couple entre conductrice, encre dielectrique dont les performances intrinseques permettent d'esperer un bon comportement electrique des dispositifs realises en hyperfrequences. Dans la derniere partie de ce travail, plusieurs circuits d'application sont envisages. Les resultats obtenus permettent d'une part, de valider l'approche theorique decrite dans la premiere partie, et d'autre part, de confirmer les resultats obtenus a partir de la caracterisation systematique de la technologie. Ils demontrent enfin l'interet de ces structures multicouches en hyperfrequences
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Festa, Floriane. "Etude expérimentale et théorique de la structure électronique de l'aluminium en conditions extrêmes par spectroscopie d'absorption X." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00904122.
Abstract:
La matière en conditions extrêmes appartient au régime de la Warm Dense Matter qui se situe à la frontière entre le régime plasma dense et le régime de la matière condensée. Son comportement est encore mal connu et mal décrit. En effet, sa description théorique est très complexe et il est difficile de générer cet état de matière en laboratoire pour obtenir des données expérimentales pouvant valider les modèles. Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier la structure électronique de l'aluminium en conditions extrêmes par le diagnostic de la spectroscopie d'absorption X. Expérimentalement l'aluminium a été porté dans des conditions de fortes densités et fortes températures jusque-là inexplorées. Par ailleurs, une source X capable de sonder l'aluminium sous choc a été générée. Deux spectromètres X ont permis l'acquisition des spectres d'absorption de l'aluminium dans ces conditions et des diagnostics optiques ont permis de déduire les conditions de densité et de température de l'aluminium de façon indépendante. En parallèle, des calculs ab initio ont été réalisés pour obtenir des spectres d'absorption dans les mêmes conditions afin de les comparer aux spectres expérimentaux. Du point de vue théorique, l'objectif était de valider les méthodes de calcul des spectres d'absorption X dans ce régime de fortes densités et fortes températures en analysant les modifications du flanc d'absorption. Le diagnostic de l'absorption X a également été utilisé pour étudier le phénomène physique de la transition métal-non métal qui a lieu à basse densité (densité < densité du solide). Cette transition peut alors être étudiée par les changements de la structure électronique du système étudié.
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Hamade, Yaman. "Étude théorique de la structure électronique de AlBr, AlI, LuF et LuCl par les méthodes ab-initio." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10169.
Abstract:
Notre travail de recherche concerne l’étude théorique de la structure électronique des molécules diatomiques telles que les mono-halogénures d’Aluminium AlX(X=Br,I) et les mono-halogénures de Lutécium LuX(X=F,Cl). Les méthodes ab-initio sont utilisées pour réaliser notre étude. Il s’agit des méthodes Hartree-Fock SCF, CASSCF (Complete Active-Space Self-Consistent Field) et les méthodes d’interaction de configuration multi-référence MRCI avec et sans la correction de Davidson. Ces calculs sont effectués à l’aide du progiciel en chimie quantique MOLPRO, en bénéficiant de l’usage de l’interface graphique GABEDIT. Nos résultats ont regroupé les courbes d’énergie potentielle CEPs, les constantes spectroscopiques, y compris la fréquence harmonique ωe (cm-1), la distance internucléaire à l’équilibre Re (Å) et la valeur énergétique Te(cm-1) pour un ensemble des états électroniques singulets et triplets de représentation 2s+1Λ(+/-) (L’effet de spin-orbite est négligeable) pour ces quatre molécules. Par comparaison entre nos résultats obtenus et ceux apportés de la littérature, on a trouvé un bon accord avec un faible pourcentage d’erreur ne dépassent pas le 3% par rapport à la valeur expérimentale considérée comme valeur exacteOur research concerns the theoretical study of the electronic structure of diatomic molecules such as Aluminum mono-halides AlX (X = Br,I) and Lutetium mono-halides LuX (X = F, Cl). The ab-initio methods are used for our study. These methods SCF, CASSCF (Complete Active-Space Self-Consistent Field) and interaction of configuration multi-reference MRCI with and without Davidson correction. These calculations are performed using the quantum chemistry software package MOLPRO, benefiting from the use of graphic interface GABEDIT. Our findings have consolidated the potential energy curves PECs, spectroscopic constants, including harmonic frequency ωe(cm-1), the internuclear distance at equilibrium Re(Å) and energy Te(cm-1) for a set of singlet and triplet electronic states in the representation 2s +1 Λ (+/-) (neglecting spin-orbit effects) for these four molecules. By comparison between our results and those contributed to the literature, we found a good agreement with a low percentage of error does not exceed 3% from the experimental value was considered as exact
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Outerovitch, Robinson. "Études des interactions électroniques effectives dans les solides fortement corrélés." Thesis, université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASP156.
Abstract:
La résolution du problème à N-corps quantique est un problème dont la taille augmente factoriellement avec le nombre d'élements. Afin de traiter les solides, la DFT utilise des approximations afin de réduire la complexité du problème. Cependant, certains matériaux présentent des propriétés qui ne sont pas décrites correctement par ces approximations. Cela est dû à la présence de fortes corrélations, mal prises en compte par les approximations standards de la DFT.Différentes méthodes ont été developpées afin de traiter ces fortes corrélations. Certaines de ces méthodes (DFT+U et DFT+DMFT) proposent de calculer exactement les interactions électroniques entre les électrons du système qui présentent les corrélations les plus importantes. Ces méthodes nécessitent pour cela de connaître la valeur de l'interaction effective entre électrons corrélés. On utilise la cRPA, qui prend en compte les effets d'écrantage dans les matériaux afin de calculer la valeur des interactions effectives.Nous mettons en place une nouvelle implémentation de la cRPA permettant de calculer les interactions effectives au sein de plusieurs orbitales corrélées par système. Cette implémentation est ensuite testée par rapport à des résultats de la littérature. Enfin, le calcul d'interactions effectives auto-cohérentes en DFT+U /cRPA nous pousse à évaluer la pertinence de la prise en compte des corrélations sur les orbitales p des oxygènes dans les oxydes. On montre l'importance du choix des orbitales corrélées utilisées en DFT+U et nous proposons sur la base d'arguments physiques, l'utilisation de fonctions de WannierThe many body quantum problem size grows factorially with respect to the number of elements. In order to treat solids, the DFT uses approximations to reduce the complexity of the problem. However, some materials present properties that are not correctly described by these approximations. This is due to the presence of strong correlations, which are not well taken into account by the standard approximations of DFT.Different methods have been developed to deal with these strong correlations. Some of these methods (DFT+U and DFT+DMFT) propose to calculate exactly the electronic interactions between the electrons of the system which present the most important correlations. These methods require to know the value of the effective interaction between correlated electrons. We use the cRPA, which takes into account the screening effects in materials, to calculate the value of effective interactions.We set up a new implementation of the cRPA allowing to calculate the effective interactions within several correlated orbitals per system. This implementation is then tested against results from the literature. Finally, the calculation of selfconsistent effective interactions in DFT+U /cRPA, leads us to evaluate the relevance of taking into account the correlations on the p-orbitals of the oxygens in the oxides. We show the importance of the choice of correlated orbitals used in DFT+U and we propose, on a physical basis, to use Wannier functions
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Etienne, Thibaud. "Développement et application de stratégies d’étude théorique de propriétés remarquables relatives aux états excités moléculaires." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0097/document.
Abstract:
L’exploitation de méthodes théoriques dans le cadre de la modélisation de propriétés moléculaires remarquables s’est substantiellement développée lors des dernières décennies, notamment grâce au progrès des technologies informatiques qui rendent désormais accessibles certaines informations cruciales à nos recherches grâce au calcul intensif. Il est maintenant possible d’évaluer des propriétés et de résoudre des problèmes théoriques de haut niveau grâce aux ressources calculatoires actuelles. Dans ce cadre, la caractérisation par la mécanique quantique des états excités moléculaires constitue toujours un défi d’une très grande richesse suscitant un intérêt accru de la communauté de physique moléculaire théorique et expérimentale. Cette qualité s’accompagne d’une grande complexité d’étude, conséquence du nombre de phénomènes physiques caractérisant l’accès d’un système à ses états excités. Notre contribution s’inscrit dans ce contexte, puisque les études dont ce document fait état sont relatives à la rationalisation du comportement de chromophores face à la capture d’un photon. Cette interaction entre la lumière et la matière est rapportée à l’échelle moléculaire et décrite dans nos travaux par des méthodes quantiques en vue de comprendre les mécanismes inhérents aux propriétés caractéristiques de composés-cibles. Ces interprétations sont appuyées par des développements théoriques visant l’établissement ou la consolidation des outils conceptuels et mathématiques constitutifs de nos stratégies théoriques d’investigation des états excités. Les développements qui font l’objet de ce document portent principalement sur l’interaction des chromophores avec leur vicinité moléculaire traitée implicitement ou explicitement dans le cadre d’une résolution géométrique du spectre d’absorption électronique, ainsi que sur une approche quantitative de la réorganisation de la structure électronique d’un composé induite par l’absorption d’un photon. Les applications sont quant à elles relatives à des chromophores présentant des propriétés remarquables : sonde solvatochromique, sonde à explosifs, chromophore interagissant avec l’ADN, composés intervenant dans la constitution de cellules solaires de troisième génération, clusters multichromophoresExploiting theoretical methods for modeling remarkable molecular properties has extensively gained interest from the scientific community during the last few decades. The development of these methods has been made possible by the important technological progresses realized in the field of computational science. These advances made accessible some informations that are crucial to our current researches but hitherto impossible to compute. It is thus now possible to solve high-level theoretical issues and to access novel critical properties. Within this framework, quantum-mechanical characterization of molecular excited states still constitutes a challenging achievement with a considerable interest to the theoretical and experimental molecular physics community. However, these studies can be of extreme complexity, due to the interplay between numerous physical phenomena that characterize the access of a system to its own excited states. The scope of our contribution is closely related to these fundamental issues in the sense that we aim at rationalizing the behavior of chromophores facing a photon capture. This light-matter interaction is studied at the molecular level and is addressed in our work with quantum-mechanical methods in order to unravel the mechanisms inherent to the characteristic properties of target compounds. Those interpretations are supported by theoretical developments intending the establishment or consolidation of conceptual and mathematical tools constituting our theoretical strategy for excited states investigations. The aforementioned developments are mostly related to the interaction of chromophores with their molecular vicinity treated implicitely or explicitely, the latter playing an important role in our attempt to gain a geometrical resolution of electronic spectra with conformational space sampling methods. Our interest was also focused on the photoinduced electronic structure reorganization through the design of quantum-mechanical descriptors of excited states topology. On the other hand, applications were related to chromophores exhibiting remarkable molecular properties : solvatochromic probe, explosive probe, chromophore interacting with DNA, dyes designed for third-generation solar cells, multichromophoric clusters
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Delaval, Jean-Marie. "Structure et durées de vie radiatives de composés diatomiques du fer et du cuivre : étude théorique de l'autoionisation vibrationnelle dans CO." Lille 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LIL10073.
Abstract:
Détermination de la structure rovibronique des états de valence de FeCl et CuF, dont la durée de vie est étudiée par fluorescence. Une interprétation théorique permet la mise en évidence des perturbations spin-orbite et coriolis dans l'apparition des transitions interdites à la limite atomique. Effet de la variation des paramètres électroniques de couplage avec la séparation internucléaire dans les spectres de photoionisation.
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Obeid, Sabah. "Étude théorique de l'ionisation simple de la molécule H3+ : application des fonction d'onde tri-centriques du continuum électroniques et états liés." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0084/document.
Abstract:
La thèse concerne l’étude de l’ionisation dissociative simple (e,2e) de l’ion tri-centrique le plus simple de la nature H+3 qui est constitué par trois centres formant un triangle équilatéral, dont la structure électronique a été largement étudiée pendant différentes périodes du siècle passé. Actuellement cette molécule fait l’objet de nombreuses études concernant spécialement sa recombinaison dissociative avec des électrons, et son évolution en présence d’un champ LASER intense, dans le domaine de l’interaction du rayonnement avec la matière. Les techniques de détection développées récemment ouvrent la voie à une réalisation future des expériences d’ionisation simple (e,2e) durant laquelle un électron projectile interagit avec H+3. Pour guider ces expériences, la thèse entreprend le défi théorique de décrire ce processus complexe, et de préparer les outils nécessaires pour la détermination de la section efficace multiplement différentielle. Ceci a nécessité l’emploi de la fonction d’onde ThCC décrivant l’électron éjecté lent dans le champ coulombien de la molécule résiduelle tricentrique mono-électronique dans le cadre de la première approximation de Born. Les résultats ont exploré les conditions optimales de l’ionisation et l’influence de la corrélation électron-électron. Ils prévoient, entre autres, l’apparition de motifs d’interférence quantique dans la variation de la section efficace multiplement différentielle avec la direction de diffusion pour une orientation fixe de la moléculeThis thesis is concerned by the (e,2e) simple ionization of the simplest tri-centric ion existing in nature, which is constituted by three centers forming an equilateral triangle. The electronic structure of H+3 has been largely studied during different periods in the past. Currently, it is the subject of numerous studies concerning specially its dissociative recombination with electrons, and its behavior in the field of intense LASER. The recent developments in the detection techniques has opened the possibility to realize (e,2e) simple ionization experiments where the projectile electron interacts with a gas of H+3 , and the emerging fragments are detected in coincidence. To guide these experiments, we undertake the theoretical challenge to describe this complex process, and prepare the necessary tools for the determination of the multiple differential cross section of this process. This task has needed the development and the application of an original three-center continuum wave function (ThCC), which describes the slow ejected electron in the Coulomb field of the residual tri-centric mono-electronic ion in the frame of a first order Born series procedure. Our calculations have explored the optimal conditions for the ionization process and the influence of the electron-electron correlation. Our results predict, among others, the appearance of quantum interference patterns during the variation of the multiple differential cross section with the scattering direction for a given orientation of the molecule
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Selme, Marie-Odile. "Étude en liaisons fortes de la structure éléctronique des impuretés de transition et de défauts superficiels dans le titanate de strontium." Nancy 1, 1986. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1986_0329_SELME.pdf.
Abstract:
L'étude de la structure électronique des impuretés est effectuée à partir d'une paramètrisation en liaison forte de la structure de bandes au moyen des fonctions de green obtenues a partir de la méthode de récursion. Les niveaux du fer, du nickel, du vanadium, du cobalt, du chrome et du manganèse, isolés ou associés à une lacune d'oxygène sont étudiés. Dans le cas des processus de transfert de charge à partir de la bande de valence, la forme des spectres des transitions optiques est déduite et comparée aux spectres optiques expérimentaux.
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Khattou, Wafaa. "Contribution à l'étude théorique de la structure électronique du fer, cobalt et nickel dans les semiconducteurs II-VI." Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20270.
Abstract:
L'objet de ce travail est l'etude theorique de la structure electronique du fer, cobalt et nickel dans les semi-conducteurs ii-vi. Dans un premier temps nous avons presente les modeles classiques bases sur l'approximation moleculaire tels que la theorie du champ cristallin et la theorie du champ du ligand. Ces modeles bien qu'ils arrivent a obtenir des resultats satisfaisants quant aux experiences d'absorption, sont incapables de decrire dans leur ensemble les spectres de photoemission. Dans un deuxieme temps nous avons explicite le modele sur lequel nous avons base notre etude: le modele d'interaction de configurations. Ce modele est utilise en liaison avec le hamiltonien d'impurete d'andersson. Il tient compte des etats excites en superposant a la configuration de base completement ionique celle des etats dit de transfert de charge obtenus par transfert d'electrons des ligands vers le metal de transition. Dans notre etude nous modelisons le cristal par un cluster constitue du metal de transition entoure de ces quatre premiers voisins (coordination tetraedrique). Les parametres ajustables du modele sont: l'energie de transfert de charge, les integrals de transfert, le parametre du champ cristallin et l'energie de mott-hubbard. Ces parametres sont obtenus par comparaison des spectres d'absorption et photoemission theoriques et experimentaux. Et enfin, nous avons etudie l'evolution des parametres du modele avec la nature du compose ainsi que la determination des constantes d'echange
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Kempf, Jean-Yves. "Détermination des propriétés électroniques des oxydes de métaux de transition à base de vanadium." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10194.
Abstract:
L’intercalation d'ions alcalins au sein des oxydes de métaux de transition est à la base des futures applications aux enjeux économiques et esthétiques importants. Nous proposons une étude théorique des propriétés électroniques du vanadium dans un oxyde lamellaire de basse dimensionnalité en calculs Hartree-Fock périodiques sur V2O5. Nous avons confronté nos résultats a ceux obtenus sur des oxydes à base de vanadium en milieu gazeux, l'ion décavanadate et quelques chloroalkoxydes. Les propriétés électroniques fondées sur les densités de déformation, les fonctions de localisation électronique, le potentiel électrostatique, les populations atomiques décrites au moyen d'une approche de topologie de bader, permettent une connaissance approfondie des liaisons métal-oxygène dans ces complexes. Afin de valider nos résultats théoriques, nous les avons comparés à des résultats expérimentaux, surtout de RMN
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Crocombette, Jean-Paul. "Approche locale de la structure électronique des oxydes de métaux de transition : étude théorique des seuils L2,3 du cation." Palaiseau, Ecole polytechnique, 1995. http://www.theses.fr/1995EPXX0045.
Abstract:
La structure électronique des oxydes de métaux de transition ne peut être que partiellement décrits par des modèles mono-électroniques. Dans le cadre de la méthode des interactions de configurations, nous avons développé un outil de calcul des seuils d'absorption au niveau 2p du cation. Les agrégats considérés sont constitués d'un cation central et de ses oxygènes premiers voisins. L'intérêt de notre approche est que nous pouvons considérer des sites cationiques de symétrie quelconque. Nous prenons en compte les termes de champ cristallin, de sauts, les intéractions multiélectroniques entre électrons d du cation ainsi qu'entre le trou de cur et les électrons d et le couplage spin-orbite des électrons du cation. Une étude sur les différents sites cationiques dans les oxydes de fer permet d'interpréter les différentes formes des seuils d'absorption. Le calcul des seuils de y dans l'oxyde d'yttrium, de zr dans l'oxyde de zirconium et de zr dans l'oxyde d'yttrium dope avec de l'oxyde de zirconium conduit a la prediction d'une substitution sélective de y par zr lors de ce dopage. Une comparaison portant sur les trois polymorphes du dioxyde de titane permet de discriminer ce qui relève de l'ordre local et de l'ordre à grande distance pour l'interprétation des seuils d'absorption au niveau 2p du cation. Dans le cadre d'études systématiques, nous étudions l'effet de la covalence des oxydes de métaux de la première série de transition sur la forme des seuils d'absorption. Nous cernons également l'importance des interactions électrons-trou de cur pour les oxydes de metaux de la deuxieme serie de transition. Nous clarifions le domaine d'applicabilité de la règle de somme sur le spin utilisée dans le dichroisme circulaire magnétique d'absorption des rayons x. Nous abordons le problème des directions de facile aimantation dans les sites de surface d'oxydes de cobalt et de nickel