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Dissertations / Theses on the topic 'Transport cyclique des électrons'
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Hani, Umama. "Regulation of cyclic and pseudocyclic electron transport." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASB044.
Full textAbstract:
La photosynthèse, principale voie de production d'énergie dans les environnements naturels, repose sur des flux d'électrons intervenant dans plusieurs complexes dans la membrane des thylakoïdes des organismes photosynthétiques. Le flux principal est le transport « linéaire » des électrons qui implique leur transfert de l'eau au NADP⁺, le tout couplé à la synthèse d'ATP. L'oxydation de l'eau photosynthétique est catalysée par les clusters de manganèse (Mn₄CaO₅) au niveau du photosystème II (PSII). Pour assurer un équilibre optimal entre la quantité d'énergie produite et consommée, les organismes photosynthétiques détournent une partie de l'énergie lumineuse récoltée des voies de transport d'électrons "linéaires" vers des voies "alternatives". Parmi ces voies, on trouve les transports cyclique et pseudocyclique des électrons autour du photosystème I (PSI), qui fournit de l'ATP supplémentaire pour répondre aux besoins métaboliques. En outre, des systèmes redox spécialisés appelés "thiorédoxines" sont responsables du maintien de l'état redox et de l'acclimatation rapide des plantes à un environnement changeant. Dans le cas contraire, cela peut conduire à des niveaux toxiques d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) dans les cellules. Nous avons étudié les effets de l'excès et de la carence en manganèse (Mn) sur le transport des électrons au cours de la photosynthèse chez l'hépatique Marchantia polymorpha. Nous avons montré que l'homéostasie du Mn a un effet sur le métabolisme mais aussi sur la photosynthèse. De plus, nous avons étudié les changements redox in vivo du P700 et du la plastocyanine (PC) en utilisant le spectrophotomètre KLAS-NIR. Il semble que la carence en Mn permet une augmentation du transport cyclique des électrons (TCE) ce qui indique la présence de supercomplexes contenant le PSI et le complexe du cytochrome b6f. Dans un second temps, nous nous sommes concentrées sur la régulation redox de la réduction de l'oxygène (transport d'électrons pseudocyclique) du côté de l'accepteur du PSI. En utilisant la spectroscopie RPE par piégeage indirect de spin, nous avons montré que des plantes sauvages d'Arabidopsis thaliana génèrent plus de ROS en photopériode de jour court (JC) qu'en photopériode de jour long (JL). En outre, nous avons mis en évidence le rôle de plusieurs acteurs, y compris les thiorédoxines et plusieurs protéines du lumen et du stroma dans la régulation redox. De plus, j'ai découvert que le transfert du pouvoir réducteur du stroma au lumen est médié par une protéine appelée CCDA. Par ailleurs, l'attachement réversible de Trxm à la membrane des thylakoïdes agit comme une force motrice pour l’accumulation des ROS en JC. Dans l'ensemble, les résultats établissent un lien étroit entre le transport cyclique et pseudocyclique des électrons en termes de régulations redox médiées par les thiorédoxines. Une voie est également ouverte quant à une exploration plus approfondie du TCE dans différentes conditions de stressPhotosynthesis acts as the main gateway for energy production in natural environments and relies on the electron flow via several complexes in the thylakoid membrane of photosynthetic organisms. The major flux is “linear” electron transport, which involves the transfer of electrons from water to NADP⁺, coupled with the ATP synthesis. Photosynthetic water oxidation is catalyzed by manganese cluster (Mn₄CaO₅) at photosystem II (PSII). To ensure an optimal balance between the amount of energy produced and consumed, photosynthetic organisms divert part of the harvested light energy from “linear” to “alternative” electron transport pathways. Among those pathways are cyclic and pseudocyclic electron transport around Photosystem I (PSI), which supplies extra ATP to meet metabolic demands. Moreover, specialized redox systems, called " thioredoxins " are responsible for maintaining the redox status and fast acclimation of plants to constantly fluctuating environments, which could otherwise lead to toxic levels of reactive oxygen species (ROS) production. We studied the effects of manganese (Mn) excess and deficiency on photosynthetic electron transport in the liverwort Marchantia polymorpha. We have shown that Mn homeostasis has an effect at both metabolic and photosynthetic levels. Moreover, we have studied the in vivo redox changes of P700 and PC using KLAS-NIR spectrophotometer and have shown that Mn deficiency seems to enhance cyclic electron transport (CET), that may indicate the presence of supercomplexes containing PSI and cytochrome b6f complex. The second part of this PhD focused on the redox regulation of oxygen reduction (pseudocyclic electron transport) at the PSI acceptor side. By using indirect spin trapping EPR spectroscopy, we have shown that Arabidopsis thaliana wild type plants generate more ROS in short day (SD) photoperiod than in long day (LD) photoperiod. Further, the current study highlighted the role of several players in redox regulation; including thioredoxins and several other lumenal and stromal proteins. Moreover, I explored that the transfer of reducing powers from stroma to lumen is mediated by a protein called CCDA and that reversible attachment of Trxm to the thylakoid membrane acts as the driving force for higher ROS under the SD light regime. Overall, this research establishes a strong connection between cyclic and pseudocyclic electron transport in terms of thioredoxins mediated redox regulations and also paves the way to further explore CET under different stress conditions
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Chabert-Couchouron, Nathalie. "Synthèse et complexation de ligands acycliques et cycliques à sous-unités ferrocénopyrazoliques." Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20097.
Full textAbstract:
Cette these a eu deux objectifs bases sur les potentialites apportees par l'introduction du groupe ferrocene sur un cycle pyrazolique pour la conception de nouveaux materiaux moleculaires. Le premier objectif a ete de synthetiser d'une part une serie de systemes acycliques contenant un ou deux motifs ferrocenopyrazoles differemment disposes et d'autre part des ferrocenophanes macrocycliques. La structure de tous ces composes a ete etablie par rmn et les resultats obtenus etayes et affines par des etudes en modelisation moleculaire. Le deuxieme objectif a concerne l'etude de la complexation des ligands obtenus precedemment avec un metal photoactif le ruthenium (ii). La structure des complexes mono- et biruthenies synthetises a ete etablie par rmn ainsi que grace a une etude en modelisation moleculaire. Enfin une etude physicochimique de ces complexes potentiellement photo- et electro-actifs a ete entreprise afin de mettre en evidence l'intervention de transferts electroniques photoinduits ou non. Les mesures des potentiels d'oxydation du fer et ruthenium ont montre qu'un tel transfert se produisait entre les centres metalliques selon la structure du ligand considere et que le pyrazole avait un comportement specifique. C'est aussi ce qui apparait en spectroscopie uv-visible, ou aucune transition de basse energie ne vient perturber les proprietes photophysiques habituelles des complexes de ruthenium (ii)
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Villiers, Claire. "L'import de l'adénosine monophosphate cyclique chez Escherichia coli." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENV034/document.
Full textAbstract:
L'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) est une molécule très largement conservée dans le monde du vivant. Chez les bactéries, cette molécule signal est impliquée, entre autres, dans l'adaptation aux changements de milieu, au développement de la virulence, à la sporulation et la compétence. Bien qu'il fut démontré dans les années 1970 que cette molécule nécessitait un transporteur afin de traverser la membrane cellulaire, l'identité de celui-ci restait jusqu'à très récemment inconnue. Ce n'est qu'en 2011 que Hantke et ses collègues démontrèrent l'implication de la protéine TolC dans l'export de l'AMPc. Au cours de ma thèse, j'ai démontré le rôle prépondérant du complexe Opp dans l'import d'AMPc chez Escherichia coli. Ce complexe, formé des protéines OppABCD et F, est connu pour transporter des oligopeptides et se trouve dans la membrane interne de nombreuses bactéries. Pour arriver à la conclusion de son implication dans le transport d'AMPc, une banque de mutants a été créée dans une souche ne produisant pas d'AMPc (cyaA-). Afin d'identifier le transporteur responsable de l'import de l'AMPc, différents cribles qui testent la présence de cette molécule dans la cellule, ont ensuite été réalisée sur ces clones. Après analyse des résultats obtenus, l'opéron opp a été pressenti comme étant nécessaire à l'entrée de l'AMPc dans la cellule. Le double mutant cyaA-oppA- a été créé et de nouvelles expériences sont venues confirmer notre hypothèse. La protéine OppA a ensuite était surexprimée et purifiée pour nous permettre de faire des tests biochimiques d'interaction entre AMPc et OppA, basés sur la fluorescence émise par la protéine elle-même ou un homologue de l'AMPc, l'ε-AMPc. Ces expériences nous ont permis de confirmer l'interaction entre la protéine OppA et l'AMPc. Le système Opp est donc le principal importateur d'AMPc chez Escherichia coli, mais il ne semble pas être l'unique transporteur impliqué. Un autre candidat très intéressant est le complexe Dpp, connu pour transporter les dipeptides. En effet, les expériences préliminaires effectuées démontrent une diminution de la concentration intracellulaire d'AMPc dans une cellule cyaA-dppA- comparée à celle observée dans une souche cyaA-. Les travaux réalisés pendant ces trois dernières années permettent de conclure que le complexe Opp est le principal importateur d'AMPc, très probablement secondé par le complexe DppCyclic adenosine monophosphate (cAMP) is a signalling molecule conserved in all reigns of life. In bacteria, cAMP plays an important role in processes as diverse as the adaptation to a changing environment, the control of virulence, sporulation and competence. Although it has been proven in the 1970s that this molecule needs an active transporter to traverse the plasma membrane, the first one of these transporters was discovered only a few years ago. In 2011, Hantke et al have shown that the TolC protein is involved in the efflux of cAMP. During my PhD work I have identified the Opp complex as a major player of cAMP import into Escherichia coli. This complex, composed of proteins called OppABCD and F, is known to transport oligopeptides across the inner membrane of numerous bacterial species. To prove the involvement of the Opp complex in cAMP transport, I have used transposon mutagenesis to generate a collection of random mutants in a strain that does not produce cAMP (cyaA-). Different screens were used to detect mutants with impaired transport of extracellular cAMP into the cell. The opp operon emerged as the most promising candidate from this screen. The double mutant cyaA-oppA- was constructed and experiments designed to test the function of OppA confirmed our hypothesis. Subsequently, I overexpressed and purified OppA in order to perform biochemical experiments destined to measure the physical interaction between cAMP and OppA. I show that the Opp system is the major importer of cAMP in Escherichia coli. However, it seems that Opp is not the unique importer of cAMP. The other, very interesting candidate is the complex Dpp, known to transport dipeptides. Preliminary experiments revealed a decreased amount of cAMP in strain cyaA-dppA- compared to strain cyaA-. The experiments carried out during the last three years allow us to conclude that the Opp complex is the major importer of cAMP into E. coli and that the Dpp complex is probably a secondary transporter
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Edel, Sandrine. "Modélisation du transport des photons et des électrons dans l'ADN plasmide." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30085.
Full textAbstract:
Nous présentons ici les derniers développements du code CPA100 qui permet de simuler par Monte Carlo toute la cascade d'évènements intervenant dans la modélisation du transport des photons (et électrons) dans le milieu cellulaire. Par rapport aux précédents travaux, la cible est nouvelle : il s'agit d'ADN plasmide. Notre première problématique concerne l'optimisation de toute l'étape physique de l'interaction primaire des particules avec le plasmide, dont le nombre d'atomes se compte par milliers. Nous présentons donc dans ce travail de nouvelles méthodes de calculs, notamment pour l'échantillonnage du parcours des particules dans des milieux non homogènes. La question de l'optimisation algorithmique revient d'ailleurs comme un leitmotiv dans toutes les étapes de la simulation, jusqu'à la phase chimique. Parallèlement à cette problématique technique, nous avons cherché à introduire de nouvelles sections efficaces, moléculaires, pour les électrons. Toutes les interactions des électrons sont gérées d'un point de vue moléculaire, et non plus atomique. Pour le calcul des sections efficaces d'ionisation par impact électronique, le modèle Binary - Encounter-Bethe de Kim et Rudd est utilisé. Nous présentons aussi de nouvelles sections efficaces élastiques et d'excitation pour les molécules de l'ADN. Enfin, pour valider un code de calculs, il est important de pouvoir comparer les résultats de simulations à ceux obtenus expérimentalement. Deux expériences majeures ont été modélisées. La première s'intéresse à l'influence de l'énergie des photons sur les rendements de cassures. La seconde concerne les rendements de cassures consécutifs à l'introduction d'iode 125We present here the last developments of the CPA100 code. The code is aimed at simulating by Monte Carlo the cascade of events intervening in the modeling of photons and electrons transport in cellular medium. Compared to the preceding works, the target is new: it acts of plasmid DNA. Our first problem relates to the optimization of all the physical stage of the primary interaction of particles with the plasmid, which number of atoms amounts per thousands. We thus present in this work new calculation methods, in particular for particles path sampling in nonhomogeneous mediums. The question of algorithmic optimization returns besides like a leitmotiv in all the stages of simulation, until the chemical phase. Parallel to this technical problem, we sought to introduce new molecular cross sections for the electrons. All electrons interactions are managed from a molecular point of view. For ionization cross sections by electron impact, the Binary–Encounter–Bethe model of Kim and Rudd is used. We also present new elastic and excitation cross sections for DNA molecules. To validate a computer code, it is important to compare simulations results with experimental ones. Two major experiments have been modelled. The first relies on the influence of photons energy on DNA damages. The second relates to DNA breakage following iodine 125 decay
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Chibani, Omar. "Simulation du transport de particules (photons, électrons et positrons) : le système GEPTS." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30090.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail est l'etude du transport des particules (photons, electrons et positrons) dans la matiere ainsi que le traitement de diverses applications ayant un interet dans les domaines de la dosimetrie, de la radioprotection ou de la radiologie. Cette etude est abordee par le biais de la simulation monte carlo des phenomenes stochastiques. L'outil de travail qui a ete mis au point est un logiciel (ou systeme) qui simule le transport de ces trois types de particules dans des materiaux quelconques et pour des geometries complexes. La gamme d'energie de ces particules va de quelques dizaines de kev a 100 mev. Le nom donne a ce systeme est gepts (gamma, electron and positron transport system). La description des differents types d'interactions est detaillee avec un maximum de precision. Plusieurs approximations usuelles sont alors contournees. De nouvelles distributions de diffusions multiples et de pertes d'energie ainsi que d'autres developpements personnels sont proposes. Une partie importante de la these est reservee aux applications qui illustrent les capacites du systeme. Les resultats obtenus sont compares a ceux des principaux systemes existant (etran, egs4) et autres mesures experimentales. Dans la majorite des cas gepts donne des resultats d'une grande precision
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Subramanian, Narasimhamoorthy. "Caractérisation de transport des électrons dans les transistors MOS à canal court." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00720613.
Full textAbstract:
La qualité du transport électronique est l'une des clés permettant de soutenir la progression des performances pour les futures générations de composants. De très nombreux facteurs, comme le choix de l'isolant et du métal de grille, le matériau de canal ou la présence de contraintes mécaniques, affectent de façon négative ou positive ces propriétés de transport. L'épaisseur du canal, qui atteint des dimensions nanométriques joue également un rôle : interactions avec les interfaces, fluctuations d'épaisseurs, effets de couplage électrostatique ou quantique entre ces interfaces. Il est probable que des mécanismes d'interaction associés à la proximité des zones surdopées de source et de drain puissent également intervenir. A ces dimensions, on s'attend à observer des phénomènes de transport hors d'équilibre, voire balistique, qui peuvent remettre en question la validité des paramètres utilisés pour caractériser le transport. Donc avec l'avancement de la technologie, il devient nécessaire de faire évoluer les modèles de transport et les paramètres afin de mieux expliquer le fonctionnement du MOSFET. Cette thèse se concentre sur la compréhension des modèles de transport existants et des méthodes d'extraction pour les noeuds technologiques actuels et futures. Les modèles de transport et les méthodes d'extraction de paramètres en régime linéaire et de saturation ont été explorés au cours de cette thèse. L'impact de la résistance série, qui est une fonction de la tension de grille, dans les MOSFET avancés est pris en compte et une nouvelle méthode d'extraction améliorée a été développée dans le régime linéaire. Des mesures à basse température ont été utilisées en régime linéaire pour l'extraction des mécanismes de diffusion en utilisant le modèle de mobilité. Une nouvelle méthode de correction pour le courant de drain dans le régime de saturation pour les MOSFET canal court est développée en utilisant les mesures à basse température. Cela permet de corriger du DIBL ainsi que des effets de " self heating ". Le modèle de saturation de vitesse et la méthode d'extraction associée sont explorés dans le régime de saturation et sont étudiés en fonction de la température et de la longueur de canal. Les modèles balistique et quasi-balistique avec le concept de la " kT layer " en régime de saturation sont également étudiés pour les noeuds sub 32 nm. Mesurer la magnétorésistance offre des perspectives prometteuses pour les dispositifs à canal court et permettant d'extraire directement la mobilité, sans la nécessité de la connaissance des dimensions du canal. Un modèle analytique pour la magnétorésistance est développé dans le cadre des noeuds technologiques sub 32 nm pour les modèles de transport balistique et quasi-balistique. La mesure de la magnétorésistance est explorée dans la région de saturation pour la première fois jusqu'à 50 nm sur les MOSFET " bulk " afin de comprendre l'applicabilité de cette méthode d'extraction à ce régime. Enfin les dispositifs bulk+ FDSON, FinFET, et GAA sont caractérisés en fonction de la température et les mécanismes de transport dans ces nouveaux dispositifs sont étudiés jusqu'à 35 nm (FinFET). En outre, le paramètre de champ effectif η est extrait pour les dispositifs sSOI. On trouve qu'il est différent du cas " bulk " comme c'était le cas pour les résultats obtenues sur bulk contraint et FDSOI. Cela est interprété par la rugosité de surface et la diffusion des phonons en raison de l'occupation préférentielle de la sous la bande fondamentale dans ces dispositifs avancés.
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Gouyon, Florence. "Régulation du transport transepithelial intestinal du fructose." Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077054.
Full text
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Popescu, Horia. "Génération et transport des électrons rapides dans l'interaction laser-matière à haut flux." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001799.
Full textAbstract:
Le contexte général de cette étude est la fusion thermonucléaire contrôlée par Confinement Inertiel (FCI) et, plus particulièrement, l'Allumeur Rapide (Fast Ignitor). Dans ce schéma la maîtrise de la génération et du transport des électrons sont vitaux. Cette thèse est une étude expérimentale de la génération et du transport des électrons rapides créés lors de l'interaction d'un laser ultra-intense (>= 10 19 W/cm2) avec une cible solide. Le diagnostic principal utilisé au cours de cette thèse est le rayonnement de transition. Ce rayonnement dépend des propriétés des électrons qui le produisent et donne des informations importantes sur ces électrons: leur énergie, température, géométrie de propagation, etc. L'analyse spectrale, spatiale et temporelle de ce rayonnement a permis de mettre en évidence l'accélération de paquets périodiques d'électrons qui dans ce cas émettent un rayonnement de transition cohérent (CTR - Coherent Transition Radiation). Nous avons développé des modèles théoriques au cours de cette thèse pour expliquer les résultats expérimentaux. On trouve ainsi deux types de paquets d'électrons émis périodiquement à la fréquence du laser (w0) et au double de la fréquence laser (2w0), mettant en jeu différents mécanismes d'accélération: vacuum heating/absorption résonnante et vxB respectivement. Ces paquets sont également observés par des simulations PIC. La température de ces électrons est de ~ 2 MeV dans nos conditions expérimentales. Ils sont émis à partir d'un point source qui est la tache focale du laser et se propagent de façon balistique; ils peuvent, dans certains cas, être réinjectés dans la cible par un phénomène de re-circulation. Cependant ce diagnostic n'est sensible qu'aux électrons cohérents et relativistes, ce qui explique la faible partie d'énergie totale qu'ils emportent (~ quelques mJ). Le CTR de ces électrons supra-thermiques domine largement le rayonnement émis par les électrons moins énergétiques qui emportent la majorité de l'énergie.
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Popescu, Horia. "Génération et transport des électrons rapides dans l'interaction laser-plasma à haut flux." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2005. http://www.theses.fr/2005EPXX0040.
Full textAbstract:
Le contexte général de cette étude est la fusion thermonucléaire contrôlée par Confinement Inertiel (FCI) et, plus particulièrement, l'Allumeur Rapide (Fast Ignitor). Dans ce schéma la maîtrise de la génération et du transport des électrons sont vitaux. Cette thèse est une étude expérimentale de la génération et du transport des électrons rapides créés lors de l'interaction d'un laser ultra-intense (>= 10 19 W/cm2) avec une cible solide. Le diagnostic principal utilisé au cours de cette thèse est le rayonnement de transition. Ce rayonnement dépend des propriétés des électrons qui le produisent et donne des informations importantes sur ces électrons: leur énergie, température, géométrie de propagation, etc. L'analyse spectrale, spatiale et temporelle de ce rayonnement a permis de mettre en évidence l'accélération de paquets périodiques d'électrons qui dans ce cas émettent un rayonnement de transition cohérent (CTR - Coherent Transition Radiation). Nous avons développé des modèles théoriques au cours de cette thèse pour expliquer les résultats expérimentaux. On trouve ainsi deux types de paquets d'électrons émis périodiquement à la fréquence du laser (w0) et au double de la fréquence laser (2w0), mettant en jeu différents mécanismes d'accélération: vacuum heating/absorption résonnante et vxB respectivement. Ces paquets sont également observés par des simulations PIC. La température de ces électrons est de ~ 2 MeV dans nos conditions expérimentales. Ils sont émis à partir d'un point source qui est la tache focale du laser et se propagent de façon balistique; ils peuvent, dans certains cas, être réinjectés dans la cible par un phénomène de re-circulation. Cependant ce diagnostic n'est sensible qu'aux électrons cohérents et relativistes, ce qui explique la faible partie d'énergie totale qu'ils emportent (~ quelques mJ). Le CTR de ces électrons supra-thermiques domine largement le rayonnement émis par les électrons moins énergétiques qui emportent la majorité de l'énergieThe general context of this study is the Inertial Confinement for thermonuclear controlled fusion and, more precisely, the Fast Igniter (FI). In this context the knowledge of the generation and transport of fast electrons is crucial. This thesis is an experimental study of the generation and transport of fast electrons in the interaction of a high intensity laser (≥ 1019 W/cm2) with a solid target. The main diagnostic used here is the transition radiation. This radiation depends on the electrons which produce it and thus it gives important information on the electrons: energy, temperature, propagation geometry, etc. The spectral, temporal and spatial analysis permitted to put in evidence the acceleration of periodic electron bunches which, in this case, emit a Coherent Transition Radiation (CTR). During this thesis we have developed some theoretical models in order to explain the experimental results. We find this way two kinds of electron bunches, emitted either at the laser frequency (ω0), either at the double of this frequency (2ω0), involving several acceleration mechanisms: vacuum heating / resonance absorption and vxB, respectively. These bunches are also observed in the PIC simulations. The electron temperature is of about 2 MeV in our experimental conditions. The electrons are emitted starting from a point source (which is the laser focal spot) and then propagate in a ballistic way through the target. In some cases they can be re-injected in the target by the electrostatic field from the target edges. This diagnostic is only sensitive to the coherent relativistic electrons, which explains the weak total energy that they contain (∼few mJ). The CTR signal emitted by those fast electrons is largely dominating the signal emitted by the less energetic electrons, even if they contain the major part of the energy (∼ 1 J)
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Berthe, Maxime. "Electronic transport in quantum confined systems." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Berthe.pdf.
Full textAbstract:
Depuis l'avènement des nanotechnologies, une grande quantité de matériaux sont façonnés à l'échelle du nanomètre par des techniques diverses et l'intégration de ces nanostructures demande une caractérisation de leur structure électronique. La microscopie à effet tunnel est adaptée à ces études car elle permet l'adressage de nanostructures uniques pour mesurer leur structure électronique. Nous rapportons ici l'étude du transport électronique dans deux types de nanostructures: des nanotubes de carbone simple paroi déposés sur une surface d'or et des atomes uniques de silicium sur un substrat de silicium. Dans la première étude, le couplage faible entre un nanotube et le substrat permet d'accéder à la densité d'états unidimensionnelle des nanotubes et autorise la formation de défauts ponctuels, ayant des états localisés dans la bande interdite des nanotubes. Cette modification, réversible, de la structure atomique des nanotubes de carbone amène des opportunités concernant la modification controlée et à volonté de leurs propriétés électroniques. La deuxième étude vise à caractériser la dynamique des porteurs dans une liaison pendante de silicium énergétiquement isolée de tout autre état électronique sur une surface Si(111). L'analyse du transport révèle un courant inélastique mettant en oeuvre la recombinaison non radiative des électrons de la pointe avec des trous capturés par l'état de la liaison pendante, grâce à l'émission de vibrations. La spectroscopie à effet tunnel montre de plus que l'on peut caractériser l'efficacité de capture d'un état quantique unique, en connaissant son niveau d'énergie, sa fonction d'onde, sa section de capture et le couplage électron-phonon.
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France-Lanord, Arthur. "Transport électronique et thermique dans des nanostructures." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLS566/document.
Full textAbstract:
La miniaturisation continue des composants électroniques rend indispensable la connaissance des mécanismes de transport à l’échelle nanométrique. Alors que les processus simples de conduction dans les matériaux homogènes sont bien assimilés, la compréhension du transport à l’échelle nanométrique dans les systèmes hétérogènes reste à améliorer. Par exemple, le couplage entre courant, résistance et flux de chaleur dans des nanostructures doit être clarifié. Dans ce contexte, le sujet de thèse est centré autour du développement et de l’application de méthodes de calcul avancées pour la prédiction des propriétés de transport électronique et thermique à l’échelle nanométrique. Dans une première partie, nous avons paramétré un modèle de potentiel inter-atomique classique adapté à la description de systèmes multicomposants, afin de modéliser les propriétés structurelles, vibratoires et de transport de chaleur de la silice, ainsi que du silicium. Pour ce faire, une approche d’optimisation automatisée et reproductible a été mise en place. En guise d’exemple, nous avons calculé la dépendance en température de la résistance de Kapitza pour le système silice amorphe - silicium cristallin, ce qui a permis de souligner l’importance d’une description structurelle précise de l’interface. Dans une seconde partie, nous avons étudié la décomposition modale de la conductivité thermique du graphène supporté par un substrat de silice amorphe. Plus précisément, l’influence de l’état de surface (hydroxilation, etc) sur le transport thermique a été quantifiée. Le rôle déterminant des excitations collectives de phonons a été mis au jour. Finalement, dans une dernière partie, les propriétés de transport électronique du graphène supporté par une bi-couche de silice, système récemment observé expérimentalement, ont été étudiées. L’influence d’ondulations dans la couche de graphène ou dans le substrat, souvent présentes dans les échantillons réels et dont l’amplitude et la longueur d’onde peuvent être contrôlées, a été dégagée. Nous avons également modélisé le champ électrique généré par une grille, et déterminé son incidence sur le transport électroniqueThe perpetual shrinking of microelectronic devices makes it crucial to have a proper understanding of transport mechanisms at the nanoscale. While simple effects are now well understood in homogeneous materials, the understanding of nanoscale transport in heterosystems needs to be improved. For instance, the relationship between current, resistance, and heat flux in nanostructures remains to be clarified. In this context, the subject of the thesis is centered around the development and application of advanced numerical methods used to predict electronic and thermal conductivities of nanomaterials. This manuscript is divided into three parts. We begin with the parameterization of a classical interatomic potential, suitable for the description of multicomponent systems, in order to model the structural, vibrational, and thermal transport properties of both silica and silicon. A well-defined, reproducible, and automated optimization procedure is derived. As an example, we evaluate the temperature dependence of the Kapitza resistance between amorphous silica and crystalline silicon, and highlight the importance of an accurate description of the structure of the interface. Then, we have studied thermal transport in graphene supported on amorphous silica, by evaluating the mode-wise decomposition of thermal conductivity. The influence of hydroxylation on heat transport, as well as the significant role played by collective excitations of phonons, have come to light. Finally, electronic transport properties of graphene supported on quasi-two-dimensional silica, a system recently observed experimentally, have been investigated. The influence on transport properties of ripples in the graphene sheet or in the substrate, which often occur in samples and whose amplitude and wavelength can be controlled, has been evaluated. We have also modeled electrostatic gating, and its impact on electronic transport
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Barral, Vincent Jean-Claude. "Etude, simulation et caractérisation du transport quasi-balistique dans les dispositifs nanométriques." Aix-Marseille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008AIX11093.
Full textAbstract:
La réduction nécessaire des dimensions imposée par l'ITRS a plongé l'industrie des semi-conducteurs dans l'ère de la nanoélectronique. Selon les prévisions envisagées pour la fin des années 2000, la longueur d'un transistor devra atteindre 18nm pour assurer une croissance économique positive de ce secteur. Cette réduction des dimensions diminue le nombre d'interactions au sein des canaux de conduction, permettant à certains porteurs de rejoindre le drain sans interagir dans le canal. Le transport est alors dit « quasi-balistique » et l'analyse de la rétrodiffusion des porteurs permet d'évaluer la marge de progression du transistor MOSFET concerné. Cette étude présente une méthode d'extraction originale mise au point pour déterminer les paramètres quasi-balistiques régissant le transport dans les transistors MOSFETs envisagés pour les nœuds technologiques 32nm et en deçà. Le transport des porteurs est simulé, caractérisé et analysé pour des architectures innovantes à canal ultra-courts (jusqu'à 10nm de longueur de grille) comme les transistors sur isolant (SOI) ou à grilles multiples. D'un point de vue technologique, l'impact de l'application d'une contrainte du substrat et de la réduction de l'épaisseur de film sur les performances des dispositifs ultimes sur isolant est également étudié et approfondi expérimentalement. Finalement, une étude de la conduction électronique à faible champ longitudinal a conduit, pour la première fois, à la détermination expérimentale du libre parcours moyen des électrons, permettant ainsi d'expliquer physiquement la chute de la mobilité des porteurs régulièrement observée lorsque la longueur de grille des transistors diminueThe requests of ITRS regarding device scaling have progressively lead the semi-conductor industry to the nanoelectronics era. MOSFET transistor gate length is indeed planned to be as short as 18nm in 2009 to maintain the economic growth rate of this line of business. Such dimension reductions have lead to a decrease of interactions within the transistor channel, thus allowing some of the carriers to reach the drain in a more direct manner. Carrier transport has then to be considered as "quasi-ballistic" and backscattering analysis is necessary to optimize the performance of short channel transistors. This manuscript presents a new extraction methodology to determine quasi-ballistic transport parameters of MOSFET transistors expected for the 32nm technological node and beyond. Carrier transport is simulated, electrically characterized and analyzed in ultra-short (gate length down to 10nm) alternative architectures, such as Silicon-On-Insulator (SOI) devices or multigate transistors. From a technological point of view, the impact of strain and Si film thickness reduction on the performance of ultimate devices is deeply investigated Finally, electron transport is studied under low longitudinal field conditions, leading for the first time to carrier mean free-path experimental extractions. These extractions demonstrate in particular that the unexpected mobility degradation has a physical origin
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Vasseur, Gabriel. "Transport mésoscopique dans des systèmes d'électrons fortement corrélés." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/VASSEUR_Gabriel_2006.pdf.
Full textAbstract:
À l’heure où la miniaturisation électronique atteint ses limites, une meilleure compréhension du transport quantique à travers des systèmes de dimensionalité réduite, dans lesquels l’interaction entre électrons ne peut plus être ignorée ou même traitée comme une perturbation, devient primordiale. La description théorique du transport électronique dans de tels systèmes est de fait un des problèmes majeurs de la physique mésoscopique actuelle. Le traitement correct des corrélations introduites par l’interaction est un problème extrêmement non-trivial et malgré les nombreux travaux entrepris dans cette thématique et les résultats accumulés, beaucoup reste à faire pour réellement comprendre les effets des corrélations dans les nano-systèmes. L’approche retenue dans cette thèse consiste à simuler sur ordinateur des modèles physiques simplifiés et à se limiter à des tailles suffisamment petites pour pouvoir faire un traitement numérique exact. Le but est de mettre en évidence les mécanismes qui prennent place dans ces modèles et qui peuvent être similaires à ceux qui apparaissent dans les systèmes réels. En calculant numériquement (à l’aide de la technique de diagonalisation exacte de Lanczos) la statistique des niveaux d’énergie multi-particules, nous avons étudié les effets combinés du désordre et de l’interaction dans les systèmes bidimensionnels. Alors que l’interaction diminue les corrélations spectrales et donc augmente la localisation des électrons (caractère isolant) dans le régime de faible désordre, un comportement non-monotone apparaît dans le régime de fort désordre. Dans ce régime, alors que les électrons sont déjà localisés par le désordre, une interaction modérée a un effet délocalisant. Cette conclusion est confirmée par une étude de la structure des fonctions d’onde multiparticules. L’effet de délocalisation peut être compris comme résultant de réorganisations de charge dues à une compétition entre le désordre et l’interaction pour établir la structure de l’état fondamental. Nous nous sommes également intéressé à l’influence des corrélations sur la conductance des boîtes quantiques. Pour calculer numériquement la conductance en prenant en compte toutes les corrélations, nous avons utilisé une méthode récemment développée : la méthode de la boucle, utilisant un code basé sur l’algorithme DMRG. La généralisation de la méthode à des systèmes inhomogènes a permis d’étudier l’effet d’une tension de grille sur la conductance d’une chaîne en interaction. Bien que le couplage entre la chaîne et les fils jouant le rôle de réservoirs soit parfait dans notre modèle, nos résultats numériques, étendus par une étude analytique dans la limite de forte interaction, montrent que le blocage de Coulomb apparaît sous l’effet des corrélations. L’existence de ce blocage de Coulomb en l’absence de barrières de potentiel constitue le résultat le plus important de cette thèse. Enfin, nous avons aussi travaillé au développement de la méthode de la boucle pour des systèmes avec spin. Introduire ce degré de liberté est bien évidemment souhaitable en vue d’améliorer le réalisme des modèles étudiés. Les premiers résultats que nous avons obtenus montrent que la méthode est toujours valable pour ces systèmes.
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Latour, Benoit. "Contribution à l'étude du transport d'énergie dans la matière condensée : phonons, électrons et photons." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLC014/document.
Full textAbstract:
Nous avons étudié durant cette thèse les transferts de chaleur mettant en jeu différents types de porteur d'énergie - phonons, électrons et photons - dans des matériaux nanostructurés. A ces échelles, les lois régissant les phénomènes physiques sont différentes des lois macroscopiques. Il est donc nécessaire de développer de nouveaux outils pour étudier ces nouveaux mécanismes. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés aux propriétés ondulatoires des phonons thermiques. Nous avons ainsi développé une théorie pour quantifier leur cohérence temporelle et spatiale. Dans une seconde partie, nous nous sommes tournés vers la thermo-plasmonique, c'est-à-dire vers le chauffage par absorption de lumière d'un métal et la redistribution de l'énergie au réseau cristallin par interactions électron/phonon. Dans une dernière partie, nous avons porté notre étude sur la possibilité d'incluer les effets quantiques dans la Dynamique Moléculaire, ouvrant ainsi l'accès aux propriétés thermiques de nanomatériaux aux basses températuresEnergy transport at the nanoscale involves different types of carriers - phonon, electron and photon. Their spatial confinement in nanostructured materials implies the invalidation of the macroscopic laws of heat transfer. Therefore, new mechanisms arise and lead to novel thermal properties. This manuscript is devoted to the study of phonon transport in nanomaterials as well as the dissipation processes involving photon/electron and electron/phonon interactions. It is divided in three independent parts. We have first investigated the wave properties of thermal phonons. We have developed a theory to quantitatively assess the coherence of these carriers. Then, we have adressed the coupling between plasmonics and phonon transport in metallic materials. The objective is to quantify how the heat generated by the absorption of an electromagnetic energy will impact the surrounding medium. In the last part, we have included the Bose-Einstein quantum statistics in Molecular Dynamics simulations in order to compute thermal properties of nanomaterials at low temperatures
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Santos, Joao Jorge. "Génération et transport des électrons rapides dans l'interaction laser-solide à très haut flux." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0008.
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Thibierge, Étienne. "Cohérence à un et deux électrons en optique quantique électronique." Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2015. http://www.theses.fr/2015ENSL0998/document.
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Cette thèse se place dans le domaine du transport quantique cohérent, et vise à développer un formalisme adapté à la modélisation d'expériences réalisées dans les canaux de bord de l'effet Hall quantique entier. Ce formalisme repose sur les analogies entre ces expériences et celles de l'optique quantique photonique.Le manuscrit commence par une introduction au contexte de la thèse qui propose un tour d'horizon des enjeux, des outils et des succès de l'optique quantique électronique.La première partie du travail traite des propriétés de cohérence mono-électronique et introduit la notion clé d'excès de cohérence à un électron. Plusieurs représentations sont proposées et analysées, permettant d’accéder aux informations physiques contenues dans la fonction de cohérence. Les états émis par des sources à électrons utilisées par plusieurs groupes expérimentaux sont ensuite analysés sous cet angle.Les effets à deux électrons sont au cœur de la seconde partie. L'excès de cohérence à deux électrons est défini en prenant en compte les effets de corrélation classique et d'échange quantique. Les conséquences de l'anti-symétrie fermionique sont également analysées en détail, montrant une redondance dans les informations encodées dans la cohérence à deux électrons. Enfin, un degré de cohérence normalisé est introduit pour étudier plus directement les effets d'indiscernabilité et d'anti-bunching.La mesure et la manipulation de la cohérence électronique par interférométrie sont abordées dans la troisième partie. Dans un premier temps, le lien entre les fonctions de cohérence électronique et les quantités directement accessibles dans les expériences est établi, ce qui justifie le besoin de protocoles plus complexes. La mesure d'excès de cohérence à un électron est alors envisagée par interférométrie Mach-Zehnder à un électron, puis par interférométrie Hong-Ou-Mandel à deux électrons, ce qui suggère une interprétation plus simple d'un protocole de tomographie électronique établi en 2011. Un protocole de mesure de l'excès de cohérence à deux électrons est ensuite proposé par interférométrie de type Franson, étendant les idées relatives à la mesure de cohérence à un électron par un interféromètre de Mach-Zehnder. Enfin, une vision complémentaire est apportée sur l'interféromètre de Franson, en utilisant celui-ci cette fois pour générer une cohérence à deux électrons non localeThis thesis deals with coherent quantum transport and aims at developing a formalism well suited to model experiments conducted in edge channels of integer quantum Hall effect. This formalism relies on analogies between these experiments and photon quantum optics ones.The manuscript begins with an introduction to the context of the thesis and an overview of issues, tools and successes of electron quantum optics.The first part of the work addresses the question of single electron coherence properties and introduces the key notion of excess of single electron coherence. Several representations are proposed and analyzed, giving access to physical informations encoded in the coherence function. The quantum states emitted by experimentally demonstrated electron sources are then analyzed under this perspective.Two electron effects are at the heart of the second part. The excess of two-electron coherence is defined taking into account both classical correction and quantum exchange effects. A detailed analysis of consequences of fermionic anti-symmetry is provided and shows that information encoded into two-electron coherence is redundant. Last, a normalized degree of coherence is introduced in view of a more direct study of indistinguishability and anti-bunching.The issue of measuring and manipulating electronic coherence by interferometry is addressed in the third part. First the relation between electronic coherence functions and directly measurable quantities in experiments is established, justifying the need for more involved measurement protocols. The measure of the excess of single electron coherence is envisioned through single electron Mach-Zehnder interferometry and two-electron Hong-Ou-Mandel interferometry, suggesting a simpler interpretation of a tomography protocol established in 2011. A protocol for measuring the excess of two-electron coherence is then proposed by Franson-like interferometry, which generalizes the ideas used for measuring single electron coherence with a Mach-Zehnder interferometer. Last, a complementary point of view on Franson interferometer is given, by using it to generate a non-local two-electron coherence
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Jungas, Colette. "Organisation supramoléculaire des transporteurs d'électrons de la chaîne photosynthétique chez Rhodobacter sphaeroides." Aix-Marseille 2, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX22045.
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Berthe, M. "Transport électronique dans les systèmes quantiques confinés." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343378.
Full textAbstract:
Depuis l'avènement des nanotechnologies, une grande quantité de matériaux sont façonnés à l'échelle du nanomètre par des techniques diverses et l'intégration de ces nanostructures demande une caractérisation de leur structure électronique. La microscopie à effet tunnel est adaptée à ces études car elle permet l'adressage de nanostructures uniques pour mesurer leur structure électronique. Nous rapportons ici l'étude du transport électronique dans deux types de nanostructures: des nanotubes de carbone simple paroi déposés sur une surface d'or et des atomes uniques de silicium sur un substrat de silicium.
Dans la première étude, le couplage faible entre un nanotube et le substrat permet d'accéder à la densité d'états unidimensionnelle des nanotubes et autorise la formation de défauts ponctuels, ayant des états localisés dans la bande interdite des nanotubes. Cette modification, réversible, de la structure atomique des nanotubes de carbone amène des opportunités concernant la modification controlée et à volonté de leurs propriétés électroniques.
La deuxième étude vise à caractériser la dynamique des porteurs dans une liaison pendante de silicium énergétiquement isolée de tout autre état électronique sur une surface Si(111). L'analyse du transport révèle un courant inélastique mettant en oeuvre la recombinaison non radiative des électrons de la pointe avec des trous capturés par l'état de la liaison pendante, grâce à l'émission de vibrations. La spectroscopie à effet tunnel montre de plus que l'on peut caractériser l'efficacité de capture d'un état quantique unique, en connaissant son niveau d'énergie, sa fonction d'onde, sa section de capture et le couplage électron-phonon.
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Akabli, Khalid. "Transport de spin dans des systèmes magnétiques." Cergy-Pontoise, 2009. http://www.theses.fr/2009CERG0378.
Full textAbstract:
La résistance d’un matériau magnétique se compose de plusieurs sources de diffusion, dont une source magnétique définit par Kasuya comme provenant du désordre dans le réseau de spin. La première théorie expliquant le comportement à la température de transition est énoncée par De Gennes et Friedel. Leur astuce consiste à remplacer la probabilité de diffusion par la fonction de corrélation. Cette théorie permet de comprendre le comportement des métaux ferromagnétiques, mais n’explique pas les semi-conducteurs magnétiques. Le problème très ancien est relancé par la découverte de la magnétorésistance géante (GMR). Dans cette thèse, nous utilisons la méthode Monte Carlo à l’étude du transport de spin dans des films ferromagnétiques, antiferromagnétiques et dans des multicouches magnétiques. De ces résultats nous construisons une théorie basée sur l’équation de Boltzmann et sur la notion des clusters magnétiques. Ce modèle amène une autre vision et donne une interprétation physique claireThe Resistance of magnetic material is composed of several sources of diffusion, whose magnetic source defines by Kasuya like coming from the disorder in the lattice of spin. The first theory explaining the behavior at the temperature of transition is stated by De Gennes and Friedel. Their easy way consists in replacing the probability of diffusion by the function of correlation. This theory makes it possible to understand the behavior of ferromagnetic metals, but do not explain the magnetic semiconductors. The very old problem is started again by the discovery of giant magneto-resistance (GMR). In this thesis, we use the Monte Carlo method to study the transport of spin in ferromagnetic, antiferromagnetic films and in multilayer magnetic ones. Of these results we build a theory based on Boltzmann’s equation and on the notion of the magnetic clusters. This model brings another vision and gives a clear physical interpretation
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Payet, Fabrice. "Modélisation et intégration de transistors à canal de silicium contraint pour les noeuds technologiques CMOS 45nm et en deçà." Aix-Marseille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX11047.
Full textAbstract:
L'introduction de contraintes dans le canal des transistors MOSFETs est aujourd'hui un élément incontournable de la microélectronique permettant d'améliorer la mobilité des électrons et/ou des trous. Nous proposons dans un premier temps une étude théorique de la mobilité des trous en couche d'inversion dans un film mince de Si contraint par substrat SiGe. Ceci permet de comprendre la physique reliant la contrainte mécanique au transport électronique en passant par le calcul de structure de bandes (théorie k. P), l'évaluation des effets quantiques (système d'équations Poisson-Schrödinger), et enfin l'évaluation de la loi de mobilité (équation de Boltzmann). Ensuite, la réalisation de transistors à canal de Si contraint par substrat SiGe 20 % permet de démontrer la possibilité d'obtenir à la fois un gain en mobilité des trous et des électrons. Cependant cette structure présente des inconvénients incontestables (contrôle du procédé de fabrication, courant de fuite, contrôle des effets canaux courts. . . ) qui ne permettent pas une industrialisation. Aussi notre étude s'est tournée sur une méthode de contrainte par dépôt de couche de nitrure CESL sur le transistor. Cette seconde étude a débouché sur le développement d'un modèle physique analytique permettant de comprendre le comportant du gain en courant avec la longueur de grille. Ces travaux permettent de comprendre la physique du transport dans du Si contraint et par là même de pouvoir déterminer les orientations technologiques de demain concernant ce domaine
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André, Thomas. "Transport et manipulation d’électrons produits par interaction laser plasma sur la ligne COXINEL." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLS602/document.
Full textAbstract:
Les récents progrès en termes de techniques d’accélération par interaction Laser Plasma (LPA) permettent aujourd’hui de générer de forts gradients accélérateurs (GV.m⁻¹); cependant, les faisceaux d’électrons ainsi produits présentent encore une grande dispersion énergie (%) et une divergence élevée (mrad). Le projet COXINEL (ERC Advanced Grant 350014, PI. M.E. Couprie), vise à qualifier, en remplacement d’un accélérateur conventionnel, un accélérateur Laser Plasma, dans le but d’une application de Laser à Électrons Libres. Pour atteindre les propriétés requises, le faisceau d’électrons doit être manipulé à l’aide d’une ligne de transport. Cette ligne est constituée d’un premier triplet de quadrupôles à aimants permanents de gradient variable qui focalise le faisceau et permet la maîtrise de la divergence initiale. Une chicane électromagnétique réduit ensuite la dispersion en énergie par tranche en allongeant longitudinalement le faisceau. Une gamme d’énergie restreinte peut être ensuite sélectionnée via l’insertion d’une fente dans la chicane. Enfin, un quadruplet de quadrupôles électromagnétiques fournit la focalisation finale dans un onduleur. Le travail de thèse porte sur l’étude du transport des faisceaux d’électrons produit par LPA le long de cette ligne. Différents régimes de production d’électrons ont été utilisés : injection par ionisation, cellule de gaz. La maîtrise du transport a été obtenue à l’aide d’une nouvelle méthode d’alignement et de compensation de dérive de pointé initial des électrons en réglant de manière indépendante la position et la dispersion du faisceau à différents endroits de la ligne. Un réglage fin de l’énergie transportée a été effectué en ajustant le gradient des quadrupôles. Les faisceaux produits ont été transportés le long de la ligne et caractérisés en termes de distribution transverse, d’émittance et d’énergie. Les résultats expérimentaux ont ensuite été comparés avec succès aux simulations numériques. Ce travail ouvre la voie à l’observation de rayonnement de l’onduleur, étape préliminaire à une amplification Laser à Électrons LibresRecent advances in Laser Plasma Acceleration techniques (LPA) are now able to generate strong accelerating gradients (GV.m⁻¹); however the produced electron beam thus still presents a large energy spread (%) and a large divergence (mrad). The COXINEL project (ERC Advanced Grant 350014, PI. M.E. Couprie), aims at qualifying, in replacement of a conventional accelerator, a Laser Plasma Accelerator, for a Free Electrons Laser application. To achieve the required properties, the electron beam must be manipulated using a transport line. This line consists in a first triplet of permanent magnets quadrupoles of variable gradient which focuses the beam and allows for the control of the initial divergence. An electromagnetic chicane then reduces the slice energy spread by lengthening the beam longitudinally. A restricted energy range can then be selected by inserting a slit inside the chicane. Finally, a quadruple of electromagnetic quadrupoles provides the final focus in an undulator. The thesis deals on the study of electron beam transport produced by LPA along this line. Different electron production regimes have been used: ionization injection, gas cell. The transport was controlled using a new alignment and pointing compensation method for the initial electron beam by adjusting independently the beam position and dispersion at different location on the line. A fine adjustment of the transported energy was carried out by adjusting the quadrupole gradient. The produced beam was transported along the line and was characterized in terms of transverse distribution, emittance and energy. Experimental results were then successfully compared with numerical simulations. This work paves the way for the observation of undulator radiation, a preliminary step before Free Electron Laser amplification
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Abdelkrim, Malek. "Analyse par le calcul des structures du comportement cyclique à long terme des infrastructures de transport." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00000644.
Full textAbstract:
Dans le contexte de l'ingénierie du transport, ce travail est consacré à l'étude du comportement cyclique à long terme des infrastructures (voie ferrée, chaussées routières, ...). Ces dernières sont sujettes à des chargements de trafic qui provoquent des dégradations importantes (défauts de voies ferrées et orniérage des chaussées) ayant pour conséquence des problèmes d'exploitation, de confort et de sécurité des usagers. Les campagnes de maintenance étant coûteuses, il en résulte la nécessité de disposer d'un outil de prédiction des dégradations des infrastructures permettant l'optimisation de l'intervention des exploitants. Nous proposons dans ce travail une approche de type calcul des structures visant à déterminer la réponse globale de la plate-forme soumise à des chargements répétés (quelques millions de cycles), notamment le tassement résiduel en surface. Nous décrivons en particulier ce phénomène (à double échelle de temps) en se référant à l'effet de l'accumulation des déformations permanentes qui sont à l'origine de l'apparition du tassement résiduel. La détermination de ces déformations permanentes nécessite la formulation d'une loi de comportement cyclique des matériaux constitutifs de l'infrastructure (ballast, grave non traitée) que nous incorporons dans un schéma de calcul. En se basant sur l'approche ainsi développée, nous mettons au point un outil de calcul numérique faisant intervenir un code de calcul en éléments finis, permettant la détermination du tassement résiduel de l'infrastructure de transport après application de quelques milliers de cycles. Nous avons validé cette procédure, qui a été ensuite testée à partir de la simulation d'essais effectués sur un banc, modélisant une portion de voie ferrée à l'échelle réduite. Finalement, nous avons tenté de tenir compte de l'élasticité non linéaire des matériaux constitutifs de l'infrastructure de transport, et nous avons mis en exergue l'importance de cet aspect dans la prédiction du tassement résiduel.
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Lacour, Daniel. "L'effet tunnel dépendant du spin comme sonde du micromagnétisme et du transport d'électrons chauds : application aux capteurs." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN10269.
Full textAbstract:
L'effet tunnel dépendant du spin dans les structures métal ferromagnétique/isolant/métal ferromagnétique fait l'objet de nombreuses études motivées par de multiples applications (capteurs de champ magnétique, mémoires vives magnétiques non volatiles, têtes de lecture, etc). La résistance de ces dispositifs est liée à l'orientation relative des aimantations de chacune des électrodes. Au cours de ce travail de thèse, l'extrême sensibilité de l'effet tunnel dépendant du spin à la configuration magnétique des électrodes a été utilisée à la fois comme une sonde du comportement micromagnétique des électrodes et pour réaliser des capteurs de champ magnétique. De plus, l'élaboration de doubles jonctions tunnel magnétiques à trois entrées a permis mettre en évidence la présence d'un courant d'électrons chauds qui pourrait être à la base d'un nouveau type de transistor magnétiqueStudies of the spin dependent tunneling effect in ferromagnetic metal /insulating/ferromagnetic metal stacks are being actively pursued for their high application potential (magnetic sensors, random access memories, read heads ). The resistance of these devices is directly link to the relative orientation of the electrode magnetizations. The high sensitivity of spin dependent tunneling effect to the electrodes magnetic configuration has been used both as a probe for the micromagnetic behavior of the electrodes and to realize magnetic sensors. Moreover, double tunnel junctions with three terminals have been prepared. This 3-terminals device allowed us to evidence an hot electron current which is forecast to be on the base of a new kind of transistor
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Daoud, Thibaut. "Conception, fabrication et caratérisations d'un transistor quantique InAs à électrons chauds." Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20208.
Full textAbstract:
L'objet de ma thèse porte sur la conception, la fabrication et la caractérisation d'un transistor quantique InAs à électrons chauds. Ce sujet de recherche s'inscrit dans le contexte des transistors ultra-rapides. Il a pour but principal de concevoir et réaliser une structure transistor novatrice basé sur le système de matériaux InAs/AlSb et de démontrer son potentiel en régime haute fréquence. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à la conception de la structure originale de transistor à électrons chauds. Nous avons conçu chacune des régions du transistor (émetteur, base et collecteur) avec un souci incessant d'optimisation du transport électronique. Nous avons démontré théoriquement que ce type de composant peut repousser les limites fréquentielles des TBH actuels les plus performants, au moins d'un facteur deux. Ensuite, une grande partie de mon travail s'est axée sur la fabrication du composant. Nous avons développé une méthode innovante de gravure humide couche à couche pour contacter efficacement la fine couche de base. Nous avons mis au point une technologie de grandes dimensions reproductible et fiable qui nous a servi à optimiser les paramètres statiques du composant et à valider son concept. Les premières caractéristiques statiques présentent un gain statique en courant de 5 sur une plage de tension de fonctionnement de l'ordre du volt. Nous nous sommes enfin penchés sur un transfert de cette technologie vers une technologie de beaucoup plus petites dimensions pour étudier le composant en fréquences. Mon travail de thèse a démontré la validité du concept du transistor quantique InAs à électrons chauds. Il a permis de définir la structure et de développer un protocole technologique de fabrication reproductible. Cette étude a posé les briques de base pour la réalisation future d'un transistor quantique InAs à électrons chauds fonctionnant à très hautes fréquencesMy Phd deals with the conception, the fabrication and the caracterisation of a InAs-Quantum Hot Electron Transistor. This subject enrols in the ultra-fast transistor domain. The goal of this subject is to realize a very new transistor based on InAs/AlSb materials system and demostrate its high frequency potential. In first time, we conceived the original transistor structure. We conceived each region with keeping in mind the optimisation of electronic transport. We demonstrated theorically that kind of component can push back nowadays HBT frequency limits. Then, the component fabrication was the biggest part of my work. We developped a very new layer by layer selective wet etching method to contact the base layer. We realised a complete and reproductible fabrication technology wich allows us to optimize the static parameters and valid its concept. The first static caracteristics present a current static gain of 5 on 1Volt operation. Finally, we work on a technology transfert to a smaller technology dimensions to study the component frequency operation. My Phd work demonstrated the concept validity of the InAs-Quantum Hot Electron Transistor. We defined the structure and developped a fabrication technology protocol easy to realize and reproductible. This studies set the base for the future realisation of a InAs-Quantum Hot Electron Transistor operating in very high frequency
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Kobylko, Mathias. "Electrical transport and optical properties of individual carbon nanotubes and small bundles probed by cross-correlated and In-situ experiments." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112062.
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Cette thèse comporte deux parties : la première porte sur les propriétés de transport des nanotubes de carbone (CNTs) individuels et la deuxième sur leurs propriétés optiques. La première partie décrit les expériences de transport ex-situ et in-situ (à l'intérieur d'un microscope électronique en transmission (TEM)) que nous avons effectuées sur les CNTs individuels selon la méthode de contact à métal liquide. Nos expériences montrent que cette méthode n'est pas fiable et les résultats ainsi obtenus (étant jusqu'à présent interprétés en termes de propriétés de transport balistique des CNTs) doivent être réinterprétés. Ces observations sont complétées par un modèle classique démontrant l'inaptitude générale de cette méthode pour l'étude des propriétés de transport des CNTs. Pour permettre une visualisation simultanée lors des expériences de transport sur des CNTs, nous nous sommes également investis dans le développement et la construction de deux portes échantillons TEM in-situ pour des expériences de transport sur des CNTs individuels, dont l'un est en plus conçu pour leur manipulation mécanique. La deuxième partie décrit les expériences corrélées de diffraction électronique et de spectroscopie de Raman résonnant que nous avons effectuées sur des CNTs individuels et de petits fagots. Nos expériences sur les CNTs individuels présentent une confirmation directe des prédictions théoriques (incluant les effets excitoniques et de corrélation) sur la dépendance des énergies des transitions optiques des CNTs de leur structure. Dans nos expériences sur les petits fagots, nous avons pu observer deux effets de couplage différents entre des CNTs égaux et entre des CNTs inégauxThis PhD thesis consists of two parts: the first deals with the electrical transport properties of individual carbon nanotubes (CNTs) and the second with their optical properties. The first part describes the ex-situ and in-situ experiments (inside a transmission electron microscope (TEM)) which we have performed on individual CNTs according to the liquid metal contact method. Our experiments show that this method is not reliable and that results obtained this way (being until now interpreted in terms of ballistic transport properties of CNTs) have to be reinterpreted. These observations are completed by a classical model which demonstrates the general inaptitude of this method for the study of the transport properties of the CNTs. In order to allow a simultaneous visualization during electrical transport experiments on individual CNTs, we have also got involved with the development and construction of two in-situ TEM holders for transport experiments on individual CNTs, one of which is also designed for their mechanical manipulation. The second part describes the correlated electron diffraction and resonant Raman spectroscopy experiments which we have performed on individual CNTs and small bundles. Our experiments on individual CNTs present a direct validation of the theoretical predictions (including the excitonic and correlation effects) of the dependency of the optical transition energies of the CNTs on their structure. In our experiments on small bundles, we have been able to observe two different coupling effects: a degeneracy lifting of the optical transition energy in a homogenous bundle and a mechanically mediated energy transfer between unequal CNTs in a bundle
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Maclossi, Mauro. "Transport dans la matière sous dense et sur dense d'un faisceau d'électrons relativistes, produit par l'interaction d'une impulsion laser à ultra haute intensité." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2006. http://www.theses.fr/2006EPXX0063.
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Aigrain, Louise. "Conséquences de l'échange de domaines évolutivement éloignés sur l'activité et la géométrie de la nadph-cytochrome P450 réductase." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112151.
Full textAbstract:
Les cytochromes P450 (P450) et la NADPH-cytochrome P450 reductase (CPR) sont les principaux acteurs du métabolisme des xénobiotiques chez les mammifères. La CPR est une protéine multidomaine formée de deux domaines catalytiques comprenant les cofacteurs FAD et FMN, et reliés par un domaine de connexion. Grace aux propriétés rédox de ses deux flavines, la CPR est capable de scinder le flux diélectronique du NADPH en deux transferts monoélectroniques vers les P450. Jusqu’alors, la CPR avait toujours cristallisée dans une conformation dite fermée, compatible avec un transfert interne du FAD au FMN, mais dans laquelle le FMN été tellement enfuit au cœur de la protéine qu’un transfert externe vers les P450 était inenvisageable. Le projet de cette thèse consistait à construire et analyser les caractéristiques structurales et biochimiques de CPR chimères constituées de domaines issues des CPR humaine et de levure. Ces chimères sont toujours fonctionnelles vis-à-vis d’accepteurs artificiels et naturels. De plus, la structure cristallographique de l’une d’elle a pu être déterminée à 2,5 Å de résolution et dans une nouvelle conformation dites ouverte. Celle-ci prouve le caractère dynamique de cette protéine multidomaine, et pourrait correspondre à la conformation de la CPR au sein du complexe bimoléculaire CPR-P450 lors du transfert externe entre le FMN et le cytochrome. Les facteurs pouvant influencer ou dicter ces changements conformationnels ont été appréhendés grâce à des analyses d’enzymologie, de cinétiques rapides, de potentiométrie ou encore de dénaturationCytochromes P450 (P450) and NADPH-cytochrome P450 reductase (CPR) form the major mixed function oxidase system participating in the metabolism of endo- and xenobiotic compounds in mammals. CPR is a multidomain protein containing two catalytic domains bearing FMN and FAD cofactors and joined by a connecting domain. Using its two flavin cofactors and a peculiar internal electron transfer cycle from FAD to FMN, CPR is capable of splitting the dielectronic flux of NADPH to sequential electron transfers to P450. Available CPR structures evidenced a conformation with the two cofactors in tight proximity, consistent with an internal electron transfer from FAD to FMN. However this conformation state (called “closed”) is incompatible with an external transfer between CPR and P450 since the FMN cofactor is completely buried into the protein. The project of this thesis was to produce and analyze the biochemical and structural behavior of chimeric CPR composed of catalytic domains originating from yeast and human CPR. Those chimera were still functional toward artificial and natural acceptors. Moreover, we obtained the 2. 5 Å resolution crystal structure of one of them in a novel open conformation. Comparison with closed structures evidences a major conformational change separating both flavin cofactors from 86 Å. This new open structure of CPR could represent a protein conformation compatible with the bimolecular electron transfer complex to P450 and reveals the dynamical nature of such a multidomain protein. Factors influencing or dictating those conformational changes were studying through steady-state and rapid kinetics, potentiometry or denaturation analysis
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Migdal, Sophie. "Contribution à l'étude d'un convertisseur électrons-photons de la future machine radiographique "éclair" AIRIX." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30163.
Full textAbstract:
L'observation de phénomènes rapides en milieu opaque utilise la technique de la radiographie éclair. Pour améliorer la résolution de la radiographie de l'objet, le commissariat ç l'energie atomique développe une chaine de radiographie autour d'un nouvel accélérateur linéaire d'electrons AIRIX. Son objectif est d'avoir la plus petite source X tout en ayant une dose maximale pour radiographier les objets denses. Ces deux paramètres sont déterminés par les caractéristiques du faisceau d'électrons et par la cible de conversion. La cible optimale d'AIRIX sera définie par le code Monte Carlo qui doit être valide. Pour cela, des mesures simultanées de la dimension du faisceau d'électrons et de la source X ont été réalisées sur deux accélérateurs : ARTEMIS dont la cible ne subit aucune déformation et ITS où des effets hydrodynamique apparaissent. Parallèlement, nous avons effectué des mesures de dose afin d'établir la courbe de dose en fonction de l'épaisseur de la cible. Sur l'accélérateur ARTEMIS, nous avons établi que la forme de la distribution du faisceau d'électrons et celle de la source X sont étroitement liées. La simulation est en accord avec l'expérience. Par contre, sur ITS, la dimension de la source X est nettement supérieure à celle du faisceau d'électrons. Cet élargissement est dû à la modification du faisceau d'électrons en raison de la formation d'un plasma à la surface de la cible. Sur les deux accélérateurs utilisés, le code Monte Carlo ne permet de retrouver que la forme de la courbe de dose avec son maximum. Sur l'accélérateur ARTEMIS, l'écart constant observé entre l'expérience et la simulation est dû à une surestimation du courant du faisceau d'électrons arrivant sur la cible. Sur ITS, l'introduction dans les codes de simulation d'une distribution énergétique incorrecte explique cet écart. Ces résultats contribueront à la définition de la cible de conversion optimale du nouvel accélérateur AIRIX.
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Bernos, Julien. "Elaboration de jonctions tunnel magnétiques et de jonctions métal/oxyde/semi-conducteur pour l'étude du transport et de la précession de spin d'électrons chauds." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10080/document.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la précession du spin d'électrons chauds polarisés en spin. Celle-ci est induite par le champ d'échange d'une couche mince ferromagnétique dans une structure multicouche lors de sa traversée. Deux approches ont été testées. La première nécessite des jonctions tunnel magnétiques (JTM) doubles à forte magnéto-résistance tunnel (TMR). Nous avons obtenu des JTM CoFeB/MgO/CoFeB à aimantations planaires avec 140 % de TMR. Une étude du transport tunnel dans ces systèmes a mis en évidence l'impact du désordre structurel des interfaces électrode/barrière sur le transport des électrons. Un travail sur les couches minces d'alliages de TbCo a permis d'élaborer des JTM (i) à anisotropies magnétiques perpendiculaires au plan de la couche et (ii) à anisotropies croisées. Toutes deux présentent une TMR de l?ordre de 60 %. Dans les cas des jonctions à aimantations perpendiculaires, cette TMR est limitée par la non-continuité de la couche de CoFeB supérieure. La seconde approche nécessite d'élaborer des multicouches magnétiques (filtre à spin, vannes de spin) sur des jonctions métal/oxyde/semi-conducteur, en vue de mesures de transmission d'électrons chauds. La méthode de dépôt mise au point a permis d'élaborer des structures combinant les propriétés magnétiques, structurelles et électriques nécessaires pour l'étude. Des mesures préliminaires ont mis en évidence un effet de filtre à spin sur une jonction n-Si/MgO/CoElaboration of magnetic tunnel junctions and of metal/oxide/semi-conductor junctions for the study of spin precession and transport propoerties of hot electrons
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Charpentier, Nicolas. "Théorie de Boltzmann chirale pour le transport dans les multicouches, électrons et photons, balistique et diffusif." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675443.
Full textAbstract:
Cette thèse aborde le problème du transport diffusif dans les matériaux multicouches lorsque l'épaisseur des couches est comparable voire plus petit que le libre parcours moyen. Nous présentons un formalisme qui à la fois effectue une synthèse et permet d'aller au delà des divers modèles existants, dérive-diffusion, le modèle Valet-Fert, la méthode des flux ou encore le modèle de Fuchs-Sondheimer. Ce formalisme est applicable à deux types de structures: (i) la géométrie dite CPP (Current Perpendicular to Plane) où le courant moyen est perpendiculaire aux interfaces séparant les couches, et (ii) la géométrie dite CIP (Current In Plane) où le courant moyen est parallèle aux interfaces. Ce nouveau modèle de transport est bâti à partir d'une équation de Boltzmann où les collisions dans les couches et aux interfaces sont représentées par des intégrales de collision linéaires pouvant décrire aussi bien des réflexions spéculaires que des collisions aléatoires non nécessairement isotropes. La résolution de cette équation de Boltzmann pour déterminer les quantités macroscopiques locales d'intérêt se fait en trois étapes : pour chacune des couches, (1) la distribution locale des particules est séparée en deux " chiralités " caractérisés par le signe de la projection du vecteur vitesse de chaque particule le long de l'axe perpendiculaire aux interfaces ; (2) la description locale complète de la distribution angulaire des vitesses pour chaque chiralité est obtenue en développant sur une nouvelle base polynômes orthogonaux adaptée à l'existence de deux chiralités ; (3) pour effectuer la moyenne chirale sur la distribution angulaire des vitesses on définit une troncature minimale de ce développement adaptée aux quantités macroscopiques locales d'intérêt.L'étape (1) est nécessaire afin de pouvoir décrire correctement les collisions d'interfaces, l'étape (3) est usuelle mais l'ingrédient clef de ce formalisme est le point (2) qui seul permet de rendre cohérent les étapes (1) et (3) en présence d'interfaces. Pour la géométrie CPP, ce formalisme " Boltzmann chiral " permet d'unir les systèmes balistique et diffusif sous une même approche macroscopique. En présence de polarisation en spin, ce nouveau formalisme permet d'obtenir entre autre les résistances d'interfaces du modèle Valet-Fert en fonction des coefficients de transmission généralisés associés aux collisions d'interface. Pour les structures CIP, ce modèle permet d'obtenir des expressions analytiques pour les conductivités locales par couche (avec ou sans polarisation en spin) et de plus il rend le lien avec le transport CPP plus transparent. Ce formalisme n'étant pas propre au transport électrique, nous montrons sa versatilité sur une application au transport lumineux en revisitant le problème de Milne pour lequel nous retrouvons un résultat exact de façon beaucoup plus simple. Nous présentons pour terminer une méthode variationnelle fournissant une interprétation intéressante du modèle de Fuchs-Sondheimer.
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Pérez, Frédéric. "Étude du transport des électrons suprathermiques en milieu solide ou comprimé dans le cadre de l'allumeur." Phd thesis, Palaiseau, Ecole polytechnique, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/docs/00/55/65/33/PDF/these_Perez.pdf.
Full textAbstract:
On trouve sur la plateforme de thèse en ligne Tel le résumé suivant en français : Le concept de fusion par confinement inertiel (FCI) est aujourd'hui largement étudié. Il s'agit de comprimer et chauffer brièvement une petite capsule sphérique remplie de combustible, à l'aide de lasers extrêmement énergétiques. Depuis une quinzaine d'année, la technique d'allumage rapide (AR) propose de faciliter le chauffage de ce combustible en ajoutant un faisceau de particules - des électrons générés par un laser ultra-intense - au moment exact où la compression de la capsule est maximale. La présente thèse constitue une étude expérimentale de ces faisceaux d'électrons générés par lasers picosecondes. Nous présentons des nouveaux résultats sur les caractéristiques de ces électrons après leur accélération par laser (énergie, divergence, etc. ) ainsi que sur leur interaction avec la matière qu'ils traversent, qu'elle soit solide ou comprimée. Les résultats expérimentaux exposés révèlent différentes facettes de ces électrons rapides créés par laser, et leur analyse nous a permis de progresser dans la compréhension de certains mécanismes : comment ils sont injectés à l'intérieur de la matière solide, comment mesurer leur divergence, et comment ils peuvent être automatiquement collimatés à l'intérieur de la matière compriméeOn trouve sur la plateforme de thèse en ligne Tel le résumé suivant en anglais : The inertial confinement fusion (ICF) concept is widely studied nowadays. It consists in quickly compressing and heating a small spherical capsule filled with fuel, using extremely energetic lasers. Since approximately 15 years, the fast-ignition (FI) technique has been proposed to facilitate the fuel heating by adding a particle beam - electrons generated by an ultra-intense laser - at the exact moment when the capsule compression is at its maximum. This thesis constitutes an experimental study of these electron beams generated by picosecond-scale lasers. We present new results on the characteristics of these electrons after they are accelerated by the laser (energy, divergence, etc. ) as well as their interaction with the matter they pass through. The experimental results are explained and reveal different aspects of these laser-accelerated fast electrons. Their analysis allowed for significant progress in understanding several mechanisms: how they are injected into solid matter, how to measure their divergence, and how they can be automatically collimated inside compressed matter
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Gendron, Laure. "Transport électronique dans les détecteurs infrarouge à puits quantiques." Paris 7, 2005. http://www.theses.fr/2005PA077215.
Full textAbstract:
Les détecteurs infrarouge à multi puits quantiques sont le sujet de cette thèse. Ces détecteurs photoconducteurs, développés à Thaïes Research and Technology, sont au cœur des caméras thermiques de demain : vision nocturne, par tout temps. . . Pendant 10 ans, les recherches à TRT ont permis d'atteindre un niveau de compréhension des mécanismes de photodétection suffisamment précis pour concevoir un outil de modélisation. Cependant, l'ensemble des mécanismes de ces dispositifs n'est pas contrôlé aujourd'hui. Pour supprimer les risques et optimiser ces détecteurs vers une troisième génération fonctionnant à plus haute température, un effort supplémentaire doit porter sur la modélisation. Cette recherche est centrée sur le transport électronique qui est un point crucial de ces structures : les performances des détecteurs photoconducteurs sont limitées par le courant d'obscurité. Nous étudions des phénomènes basiques qui ont lieu dans ces hétérostructures comme les mécanismes d'injection, la reconfiguration du champ électrique ou les phénomènes d'ionisation par impact. Nous étudions également un nouveau type de photodétecteur photovoltaïque qui repose sur le transfert d'électrons le long d'une cascade de niveaux d'énergie : un Détecteur à Cascade quantique (QCD). Fonctionnant sans tension appliquée, les QCD sont plein de promesses pour les matrices grand format composées de petits pixels où le temps d'intégration ainsi que le remplissage de la capacité sont critiquesThis thesis deals with multi quantum wells infrared photodetectors (QWIPs). These photoconductor detectors, developed at Thales Research and Technology, are-at the heart of tomorrow's thermal cameras: night vision, in all weathers. . . For 10 years research, works at TRT allowed to reach a comprehension level of photodetection mechanisms precise enough to conceive a modelling tool. However a!l the working mechanisms of these devices are not totally controlled up to now. In order to suppress ail risks and to optimise these detectors toward a third generation working at higher temperature, progresses have to go through an additional effort of modelling. This research was centred on the electronic transport which is indeed a crucial point for these structures : the photoconductive detectors performances are limited by the dark current. We study basic mechanisms taking place in heterostructures as injection mechanism, electric field reconfiguration or impact ionisation phenomena. We also study a new type of photodetector based on electron transfer on a cascade of energy levels that works in a photovoltaic mode : a Quantum Cascade Detecter (QCD). Working with no applied bias, QCD is promising for small pixel, large Focal Plane Arrays where integration time and capacitor filling is a critical issue
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Carmier, Pierre. "Une étude semi-classique du magnéto-transport dans les jonctions n-p de graphène." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112039.
Full textAbstract:
Dans ce travail de thèse, j'étudie le transport des électrons dans le graphène en régime d'effet Hall, lorsqu'un potentiel électrostatique crée une jonction n-p dans le matériau. Cette configuration se distingue de celle dans les gaz d'électrons bidimensionnels usuels en raison de la structure de bande singulière du graphène, qui accroît significativement le couplage inter-bande via le paradoxe de Klein et entraîne également l'existence d'un effet Hall quantique anormal. Je commence par développer un formalisme semi-classique adapté à la nature pseudo-relativiste des électrons dans le graphène, dont l'outil central est l'approximation semi-classique de la fonction de Green à une particule. Cette dernière possède une contribution de phase dont je montre qu'elle doit être distinguée de la phase de Berry à laquelle il est communément fait référence dans ce contexte. Ce formalisme est ensuite mis à contribution afin d'étudier le magnéto-transport à travers une jonction n-p dans un ruban de graphène. Dans le régime magnétique (E < B), je montre que la conductance associée aux états excités est essentiellement nulle tandis que celle de l'état fondamental dépend des conditions aux bords du ruban. Dans le régime électrique (E > B), lorsque le potentiel électrostatique est abrupte à l'échelle de la longueur magnétique, j'obtiens en faisant appel au formalisme de Fisher-Lee-Baranger-Stone une expression semi-classique pour la conductance. Le comportement de cette dernière est discuté et comparé aux résultats expérimentaux obtenus en 2007 par Williams, DiCarlo et Marcus à HarvardThis thesis deals with electronic transport in graphene n-p junctions in the quantum Hall regime. The kind of transport featured in this configuration is different from what is commonly known in standard two-dimensional electron gases. Indeed, graphene's unusual band structure causes both a significant increase in the likeliness of inter-band tunneling via the Klein paradox and an anomalous quantum Hall effect. I start by developping a semiclassical formalism which takes into account the pseudo-relativistic nature of charge carriers in graphene. The central mathematical tool of this formalism is a semiclassical approximation to the single particle Green's function. Along the way, I comment on a particular phase contribution arising in the Green's function in graphene, and show it must be distinguished from a Berry phase which is commonly referred to in this context. The semiclassical Green's function is then put to use to study magnetotransport through a n-p junction in a graphene nanoribbon. In the magnetic regime (E < B), I show the conductance of excited states is essentially zero, while that of the ground state depends on the boundary conditions considered at the edge of the ribbon. In the electric regime (E > B), for a step-like electrostatic potential (abrupt on the scale of the magnetic length), I derive a semiclassical expression for the conductance based on the framework introduced by Fisher and Lee and generalized by Baranger and Stone. Behavior of the conductance is discussed and compared to what Williams, DiCarlo and Marcus observed experimentally at Harvard in 2007
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Lechevallier, Luc. "Phénomènes de transport d'électrons dans des films minces Au-Cr. Automatisation des procédures d'obtention et d'étude." Rouen, 1991. http://www.theses.fr/1991ROUE5031.
Full textAbstract:
Le texte présenté expose: a) les dispositifs ayant servi a l'élaboration en ultra-vide de couches minces d'alliages Au-Cr (épaisseur de 500 a à 3500 a, concentration de 10 % Cr à 50 % Cr) et à leur étude structurale et électrique; b) les résultats se rapportant a l'investigation cristallographique et aux propriétés de transport (conductivité, thermoélectricité, et effet hall); c) le système de coévaporation asservie, à commande numérique assure aux couches formées un profil de composition uniforme, reproduite avec une bonne résolution; performance s'avérant possible dans le cas d'alliages dilués par l'adoption d'une configuration spatiale appropriée des émetteurs et récepteurs des flux évaporants; d) la mise au point de l'interfaçage entre un microordinateur et un appareil de mesure précise de variations de résistance et de f. E. M. Thermoélectrique permet leur acquisition et leur traitement d'une façon conviviale et rapide. Au plan des résultats concernant nos couches, on note que: a) il se produit une cristallisation en une solution solide cubique a faces centrées pour des teneurs en chrome allant jusqu'a 50. %; b) l'évolution résistive typique en fonction de la température, observée à l'état massif pour la structure verre de spins ne se manifeste ici que dans une gamme restreinte de fortes concentrations (40 % Cr) en raison de la présence vraisemblable de clusters antiferromagnétiques; c) le pouvoir thermoélectrique de l'alliage comportant 38 % Cr passe de valeurs positives a des valeurs négatives lorsque la température augmente; d) le coefficient de hall constant de 100 k a 573 k change de signe pour une teneur en chrome voisine de 65 %; e) la réalisation de transducteurs extensométriques se révèle plausible du fait d'un coefficient de jauge voisin de 2 et d'un coefficient de température de l'ordre de 10#-#5 pour certaines compositions
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Falloon, Peter Edward. "Electron transport through domain walls in ferromagnetic nanowires." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/FALLOON_Peter_Edward_2006.pdf.
Full textAbstract:
In this dissertation we present a theoretical study of electron transport through domain walls, with a particular focus on conductance properties, in order to understand various transport measurements that have been carried out recently on ferromagnetic nanowires. The starting point for our work is a ballistic treatment of transport through the domain wall. In this case conduction electrons are generally only weakly reflected by the domain wall, and the principal effect is a mixing of transmitted electron spins between up and down states. For small spinsplitting of conductance electrons the latter can be characterized by an appropriate adiabaticity parameter. We then incorporate the effect of spindependent scattering in the regions adjacent to the domain wall through a circuit model based on a generalization of the two-resistor theory of Valet and Fert. Within this model we find that the domain wall gives rise to an enhancement of resistance similar to the giant magnetoresistance effect found in ferromagnetic multilayer systems. The effect is largest in the limit of an abrupt wall, for which there is complete mistracking of spin, and decreases with increasing wall width due to the reduction of spin mistracking. For reasonable physical parameter values we find order-of-magnitude agreement with recent experiments. Going beyond the assumption of ballistic transport, we then consider the more realistic case of a domain wall subject to impurity scattering. A scattering matrix formalism is used to calculate conductance through a disordered region with either uniform magnetization or a domain wall. By combining either amplitudes or probabilities we are able to study both coherent and incoherent transport properties. The coherent case corresponds to elastic scattering by static defects, which is dominant at low temperatures, while the incoherent case provides a phenomenological description of the inelastic scattering present in real physical systems at room temperature. It is found that scattering from impurities increases the amount of spin mistracking of electrons travelling through a domain wall. This leads, in the incoherent case, to a reduction of conductance through the domain wall as compared to a uniformly magnetized region. In the coherent case, on the other hand, a reduction of weak localization and spin-reversing reflection amplitudes combine to give a positive contribution to domain wall conductance, which can lead to an overall enhancement of conductance due to the domain wall in the diffusive regime. A reduction of universal conductance fluctuations is found in a coherent disordered domain wall, which can be attributed to a decorrelation between spin-mixing and spin-conserving scattering amplitudes. To treat the total effect of a disordered domain wall on the conductance of a nanowire, we extend the scattering matrix approach to incorporate the regions adjacent to the domain wall, thus providing a microscopic equivalent of the circuit model studied for a ballistic wall. It is found that scattering in the adjacent regions leads to an increase in domain wall magnetoconductance as compared to the effect found by including only the scattering inside the wall. This increase is most dramatic in the limit of narrow walls, but is also significant in the limit of wide walls. Finally, we apply our model to calculate the spin-transfer torque exerted by a spin-polarized current on a domain wall. Within the circuit model we find expressions for the spin-transfer torque and corresponding domain wall velocity, ignoring pinning effects.
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Maurel, Philippe. "Interactions électrons-phonoms intra-moléculaires dans les systèmes unidimensionnels quart-remplis." Toulouse 3, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU30019.
Full text
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Le, Kim Hung. "Analyse cyclique de sécurité des grands réseaux de transport et d'interconnexion basée sur les concepts de la localisation." Grenoble INPG, 1995. http://www.theses.fr/1995INPG0125.
Full textAbstract:
Dans la conception et l'exploitation des grands réseaux, l'analyse de la sécurité en temps ré el est difficile en raison du conflit entre la précision et la rapidité demandées. La procédure d'analyse de sécurité est réalisée périodiquement. Pour un cycle donné, d'un point de vue historique, elle n'utilise pas les informations relatives à l'analyse effectuée lors du cycle précédent. Le but de notre recherche et de trouver et de développer la relation existant entre l'évaluation de la sécurité à l'instant Ta et l'évaluation suivante (instant To+A t). Cela représente un intérê t certain, car l'évaluation à To+A t sera simplifiée par la connaissance de l'état du cycle précédent. Un algorithme général pour l'automatisation de l'analyse cyclique de sécurité est proposé. Le concept de localisation est également étudié et introduit dans cet algorithme. Ainsi, il permet d'accélérer le calcul des transits et des tensions qui résultent de la perte d'une branche du réseau en tenant compte de la courbe de charge journalière. Les essais effectués sur le réseau France 400 kV simplifié contenant 206 noeuds et 299 branches nous montrent les performances de la méthode
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Gremillet, Laurent Yvan André. "Etude théorique et expérimentale du transport des électrons rapides dans l'interaction laser-solide à très haut flux." Palaiseau, École polytechnique, 2001. http://www.theses.fr/2001EPXX0022.
Full text
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Chaaba, Hassan. "Contribution à l'étude des propriétés de transport électronique : résistivité électrique et pouvoir thermoélectrique absolu d'alliage liquides à base de métaux divalents (Ag-Zn, Ag-Cd, Bi-Zn)." Metz, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2000/Chaaba.Hassan.SMZ0018.pdf.
Full textAbstract:
Nous nous sommes proposés d'apporter une contribution à l'étude des propriétés de transport électronique d'alliages métalliques liquides binaires à base de métaux divalents : Ag-Zn, Ag-Cd, Bi-Zn. Il s'agit d'un ensemble de mesures originales sur des alliages difficiles à mesurer en raison de la faible température d'ébullition des divalents (le point d'ébullition pour le cadmium est de 760°C et celle du zinc est de 906°C) et de la température de fusion élevée de l'argent (906°C). Nous avons présenté de nouvelles mesures de la résistivité électrique et du pouvoir thermoélectrique absolu de l'argent, du zinc, du cadmium, du bismuth liquide ainsi que de leurs alliages liquides (Ag-Zn, Ag-Cd, Bi-Zn) en fonction de la température. Les mesures de résistivité électrique des alliages Ag-Zn et Ag-Cd ont été effectuées au moyen d'une manipulation automatisée avec deux variantes de cellules étanches en silice fondue. Malgré les très nombreuses difficultés expérimentales rencontrées, ces mesures nous ont permis d'apporter un grand nombre de résultats originaux. Notre travail ont porté, dans un premier temps, sur l'étude du zinc et du cadmium liquide à très haute températures, nous a permis d'observer le comportement surprenant du PTA, qui augmente à basse température puis diminue à plus haute température. Ces résultats expérimentaux originaux sont interprétés dans le cadre du formalisme de Ziman étendu à la matrice (t). Ce formalisme a été considérablement amélioré ces dernières années grâce à la prise en compte d'un terme de dépendance en énergie dans l'expression du pouvoir thermoélectrique. Différents potentiels ont été construits basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) qui prend en compte les effets d'échanges et de corrélations entre électrons. Nous avons effectué une analyse critique sur les métaux purs par différentes méthodes de construction des potentiels de muffin-tin. Ceux ci font intervenir la construction du potentiel atomique suivant l'approche de Ratti, en incluant dans les deux cas la corrélation de Robinson. Dans le cas du bismuth, nous avons introduit une détermination autocohérente de l'énergie de Fermi en ajustant le potentiel de muffin-tin zéro sur le fond de la bande de conduction. De manière globale, nous avons réussi à mesurer et à expliquer de manière satisfaisante les propriétés de transport électronique jusqu'ici mal comprises : des métaux présentant une bande d dans la bande de conduction, des semi-métaux ou la bande s et p sont separes, ainsi que de leurs alliages
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Holl, Pascal. "Simulation du transport des électrons a travers une barrière de potential dans le silicium avec l’équation de Boltzmann." Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0071.
Full textAbstract:
La présence de porteur chauds dans les composants de puissance influe considérablement sur la tenue en tension à cause notamment de l'injection de porteurs chaudes dans les isolants, Dans ce travail, nous considérons un problème analogue mais plus sipmle de transport unidimensionnel des électrons à travers une barrièrre de potentiel (joint de grain). L 'objectif est la simulation d'un dispositif et non une représentation fine du matéraiux. La méthode numérique consiste à décomposer la fonction de distribution en une série de fonctions d'Hermite de la variable vitesse. Ce mémoire montre un grand nombre de simulations et essaye de définir les limites de la méthode. Nous notons que la convergence est d'autant plus difficile que la variable observée correspond à un moment élevé de la fonction de distribution. De plus, nous constatons une important « agitation » de la fonction de distribution après le franchissement de l'obstacle (joint de grain) ; analogue en quelque sorte à la turbulence en mécanique des fluidesHot carrier act on voltage breakdown of power semiconductor device, because of hot carrier injection into insulators. In this work, we consider a similar but simple problem of unidimensional electron transport across a potential barrier (a grain boundary). Our aim is a device simulation but not an accurate behaviour study of semiconductor material. The numerical method is based on the distribution function representation with a Hermite function series depending on speed variable ? This report shows numerous simulation and tries to define boundaries of the method. We note that the convergence is more difficult when the observed variable corresponds to a high order moment of the distribution function. More aver, we have found an important 'turbulence » phenomenon after crossing the obstacle (the grain boundary) which corresponds, in a similar way, to turbulence phenomenon in fluid mechanics
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DORIN, CHRISTOPHE, and Julien Bok. "Etude du transport quantique dans les gaz d'electrons modules par une grille schottky." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066124.
Full textAbstract:
En regime d'effet hall quantique, le courant electrique se propage par des etats de bord associes aux niveaux de landau. Ces etats de bord peuvent etre transmis selectivement par une barriere de potentiel creee par une grille schottky. Il en resulte une quantification de la resistance longitudinale a travers la grille. Cette quantification a ete utilisee pour etudier le fonctionnement de grille schottky submicroniques. On peut determiner avec precision la tension d'offset (proche de zero, mais a valeur fluctuant d'une grille a l'autre) et la tension de pincement sans recourir a un critere reposant sur la caracteristique i(v). Il a ete tente d'etendre les mesures de transmission selective d'etats de bord au regime d'effet hall quantique fractionnaire, mais les fluctuations de potentiel sous la grille deviennent trop importantes par rapport a la bande interdite d'excitation des quasi-particules pour etudier la composition des etats fractionnaires. Une modelisation, reposant sur une resolution de l'equation de poisson par la methode des elements finis permet d'etudier la tension de pincement en fonction de la longueur de la grille et de discuter la validite de differentes conditions possibles a la surface de la structure. Ces calculs montrent aussi qu'il n'y a pas de resonance de transmission sous la grille lorsque la variation du potentiel au niveau du gaz d'electrons n'est pas rapide par rapport a la longueur d'onde de fermi. Enfin dans une derniere partie, concernant des systemes d'electrons de faible densite et tres fortes mobilites, la solidification de wigner est observee par des mesures de champs seuil, correspondant au depiegeage de domaines coherents. Il est montre que le diagramme de phase correspond bien a celui obtenu independamment par des mesures radio-frequences
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Halim, Hamid. "Contribution à l'étude des propriétés de transport électronique de métaux, alliages métalliques et composés semiconducteurs à l'état liquide." Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Halim.Hamid.SMZ919.pdf.
Full textAbstract:
Le travail porte sur les mesures de résistivité et de pouvoir thermoélectrique d'alliages métalliques à l'état liquide afin de mettre en évidence les différences propres à trois catégories d'alliages en fonction de la composition et des éléments constitutifs. L'analyse des résultats est conduite à partir des premiers principes relatifs aux équations de transport électronique et à la structure de l'état liquide. Dans le premier chapitre, nous exposons les équations et les approximations qui permettent de résoudre l'équation de Boltzmann lorsque l'on connaît les positions atomiques moyennes des atomes dans le liquide et le champ perturbateur dans lequel évoluent les électrons libres ou semi-libres. Les dispositifs expérimentaux développés dans ce travail sont mis en oeuvre dans les chapitres 2 et 3 : cellule en silice fondue et nacelle en alumine. Les chapitres 4 à 6 sont consacrés respectivement à l'analyse des résultats expérimentaux (résistivité puis pouvoir thermoélectrique) des alliages métalliques ; étain-bismuth, manganèse-indium et des composés semiconducteurs ; silicium-tellure à l'état liquide. Pour l'alliage étain-bismuth, nous avons mis en évidence une importante anomalie dans la dérivée expérimentale de la résistivité en fonction de la température vers une concentration d'environ 60% en bismuth. Ce résultat n'est pas confirmé par la théorie de type Faber-Ziman si l'on admet une distribution atomique de type sphères dures dans l'alliage. Nous nous sommes également intéressés dans le chapitre 5 à un composé representant des caractéristiques semiconductrices à l'état liquide (Si-Te). Nous avons déterminé l'énergie d'activation à partir de la variation de température de la résistivité et du pouvoir thermoélectrique. Dans le chapitre 6, nous avons pu montrer pour l'alliage manganèse-indium que la formule de Faber-Ziman étendue (avec les déphasages) donne de meilleurs résultats [. . . ]
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Ojeda-Aristizabal, Claudia. "Transport quantique dans le graphène." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112333.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie le transport électronique dans le graphène, le cristal monoatomique de carbone où les électrons se déplacent comme si ils étaient sans masse. Les expériences faites dans cette thèse peuvent être classifiées en deux régimes, un régime macroscopique où la longueur de cohérence de phase est plus petite que la taille de l'échantillon et un régime mésoscopique où les paquets d'onde des électrons interfèrent. Dans le régime macroscopique, on a réalisé des expériences qui ont permis d'élucider la nature des impuretés dans le graphène. Des mesures de magnétorésistance ont permis de déduire les temps de collision caractéristiques dans le graphène. La dépendance en fonction du vecteur d'onde de Fermi permet de conclure que les principaux centres diffuseurs du graphène sont des impuretés neutres, fortes et de courte portée avec pour possibles candidats les ad-atomes ou les lacunes. Dans le régime mésoscopique, nous nous sommes intéressés aux fluctuations universelles de la conductance, la signature la plus importante du transport cohérent. Les fonctions de corrélation de ces fluctuations ont permis de mettre en évidence des fortes différences entre la physique de la monocouche de graphène et la bicouche de graphène. On a aussi observé que l'amplitude des fluctuations en fonction de l'énergie varie avec le vecteur d'onde de Fermi. Cette variation est similaire dans les deux systèmes. Finalement, on a étudié l'effet de proximité avec un supraconducteur, qui tient également compte du transport cohérent. Par des méthodes de recuit à fort courant, un supercourant a été induit de façon progressive dans le graphèneThis thesis studies some aspects of quantum electronic transport in graphene, the two dimensional crystal made of carbon where conduction electrons behave as massless relativistic particles. Experiments done in this thesis can be classified in two different regimes, a macroscopic regime where there is no quantum interference effects between electrons (the phase coherence length is smaller than the size of the sample) and a mesoscopic regime, where electron's wave packets interfere. In the macroscopic regime, we have made experiments that led us conclude the nature of impurities that limit transport in graphene. With magnetoresistance measurements, we could deduce the characteristic scattering times in graphene. Their dependence on the Fermi wavelength let us conclude that the main scatterers in graphene are neutral strong short range impurities possibly ad-atoms or vacancies. In the mesoscopic regime, we were interested in universal conductance fluctuations, the most important signature of coherent transport in a system. Correlation functions of the conductance fluctuations show us the strong differences between the physics of the monolayer and the bilayer graphene. We found that the amplitude of fluctuations vary in a similar way in both systems as a function of the Fermi vector. Finally, we studied the superconducting proximity effect with a superconductor, which is also signature of coherent transport. Using a current annealing technique, we induced a supercurrent progressively in graphene
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Sayah, Simon. "Impact de la formulation d'électrolytes sur les performances d'une électrode négative nanocomposite silicium-étain pour batteries Li-ion." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4025/document.
Full textAbstract:
Ce projet de thèse porte sur la recherche de nouveaux électrolytes et additifs dans le but d’améliorer la cyclabilité d’une électrode négative composite de formule Si0.32Ni0.14Sn0.17Al0.04C0.35 et d’obtenir une interface électrode|électrolyte stable. En effet, comme la plupart des matériaux à base de silicium, ce composite de grande capacité (plus de 600 mA.h.g-1) souffre actuellement d’une faible durée de vie provenant essentiellement des expansions volumiques qu’il subit lors de sa lithiation et de sa SEI défaillante. Deux types d'électrolytes ont été évalués : (i) un mélange de carbonates d’alkyles EC/PC/3DMC auquel a été ajouté un sel de lithium (LiPF6, LiTFSI, LiFSI ou LiDFOB) ainsi que des additifs aidant à la formation de la SEI tels que le carbonate de vinylène (VC) ou le carbonate de fluoroéthylène (FEC), (ii) des liquides ioniques (LI) contenant un cation ammonium quaternaire (N1114+), imidazolium (EMI+) ou pyrrolidinium (PYR+), associé à un anion à charge délocalisée comme le bis(trifluorométhanesulfonyl)amidure (TFSI-) ou le bis(fluorosulfonyl)amidure (FSI-). L’analyse du diagramme d’ionicité de Walden a permis de mettre en évidence la bonne dissociation de LiFSI et LiPF6 dans EC/PC/3DMC assurant ainsi des conductivités ioniques supérieures à 12 mS.cm-1. Bien que possédant des propriétés de transport a priori moins intéressantes dans ce mélange ternaire que les autres sels, LiDFOB forme en réduction une SEI permettant au composite de fournir les meilleures performances en cyclage sans additif avec 560 mA.h.g-1 pour un rendement coulombique de 98,4%. L’ajout d’additif est cependant nécessaire pour atteindre les objectifs fixés par le projet en termes de rendement coulombique (>99,5%). Dans ce cas, l’ajout de 2%VC+10%FEC au mélange ternaire est le plus intéressant avec LiPF6. Le matériau fourni ainsi des capacités de 550 mA.h.g-1 durant une centaine de cycles à un régime de C/5 avec un rendement coulombique de 99,8%. En milieu LI, les performances optimales sont atteintes avec le [EMI][FSI] et 1 mol.L-1 de LiFSI. Le composite atteint alors une capacité de 635 mA.h.g-1 durant 100 cycles à un régime de C/5 avec un rendement coulombique très proche de 100%, tout en s’affranchissant de l’ajout d’additifs. Malgré une viscosité bien plus élevée que celles des mélanges de carbonates d’alkyles, cette formulation permet de générer une SEI plus stable dont la nature, principalement minérale, est issue majoritairement des produits de réduction de FSI-This study focuses on new electrolytes and additives in order to improve the cyclability of a Si0.32Ni0.14Sn0.17Al0.04C0.35 negative composite electrode (Si-Sn) and to obtain a stable electrolyte|electrolyte interface. Indeed, like most silicon-based materials, this high-capacity Si-Sn composite (over 600 mA.hg-1) currently suffers from a short cycle life due to volume expansion during charge-discharge processes leading to the degradation of the SEI. To improve the quality of the interface, two kinds of electrolytes were evaluated: (i) mixtures of alkyl carbonates EC/PC/3DMC in which a lithium salt (LiPF6, LiTFSI, LiFSI or LiDFOB) and additives like SEI builder (vinylene carbonate (VC) or fluoroethylene carbonate (FEC)) were added, (ii) ionic liquids (IL) based on quaternary ammonium (N1114+), imidazolium (EMI+) or pyrrolidinium (PYR+) cation, associated with delocalized charge anions such as bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI-) or bis(fluorosulfonyl)imide (FSI-). The Walden diagram confirms the efficient dissociation of LiFSI and LiPF6 in EC/PC/3DM ensuring ionic conductivities as high as 12 mS.cm-1. Although possessing limited transport properties in such a ternary mixture compared to other salts, LiDFOB forms, without additional additives, an high quality SEI allowing the composite to provide the best performances in half cells (560 mA.hg-1 and 98.4% coulombic efficiency). The use of additive is however necessary to reach the objectives fixed by the ANR research project in terms of coulombic efficiency (>99.5%). In this case, the addition of 2%VC+10%FEC to the ternary mixture is the most interesting composition with LiPF6 as lithium salt. So, the Si-Sn nanocomposite material reaches 550 mA.h.g-1 during 100 cycles at C/5 with 99.8% efficiency. In IL, the best performances are achieved in [EMI][FSI]/LiFSI (1 mol.L-1). The performances of the Si-Sn composite reaches 635 mA.h.g-1 for 100 cycles at C/5 with coulombic efficiency close to 100%, without additives. This electrolyte formulation generates a stable SEI which the mainly mineral composition, is predominantly derived from the reduction products of FSI-
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Sarria, David. "Modèle Monte Carlo du transport dans l'atmosphère des électrons relativistes et des photons gamma en relation avec les TGF." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30188/document.
Full textAbstract:
Les orages sont des sources de phénomènes transitoires intenses, notamment lumineux, dans le domaine visible, mais également dans le domaine des rayons X et gamma. Ces phénomènes sont détectés sous la forme de flash de photons X et gamma appelés "Terrestrial Gamma Ray Flashes" (TGF). L'objet de cette thèse est le développement d'un modèle numérique pour étudier et comprendre les mécanismes associés aux TGF. L'étude des TGF est donc importante pour comprendre la physique des éclairs et des orages (qui sont des phénomènes très communs mais dont la microphysique reste encore très mal comprise) ainsi que le couplage entre l'atmosphère et l'ionosphère de la Terre. Cette thèse s'inscrit plus particulièrement dans le cadre de la préparation de la mission TARANIS du CNES, qui sera lancée en 2017. TARANIS disposera en particulier des instruments XGRE et IDEE, capables de caractériser les photons X/gamma et les électrons relativistes associés. Après son émission, vers 15 km d'altitude, le flux de rayons gamma du TGF est filtré et altéré par l'atmosphère, et une petite partie peut être détectée par un satellite en orbite basse. Cette dernière est constituée de photons primaires diffusés, ainsi que d'électrons, de positrons et de photons produits de manière secondaire. Une partie des leptons secondaires va pouvoir sortir de l'atmosphère et sera ensuite confinée par les lignes de champ géomagnétique. Ainsi, pouvoir établir des contraintes sur le mécanisme source des TGF à partir des observations est un problème inverse très complexe, qui ne peut être traité que par le développement d'un modèle de transport des particules énergétiques impliquées. Dans cette thèse, nous faisons dans un premier temps une synthèse des principaux travaux ayant été effectués concernant les observations et la modélisation associées aux TGF, depuis leur découverte, il y a environ 20 ans, jusqu'à nos jours. Dans un deuxième temps, nous présentons et justifions la validité du modèle MC-PEPTITA de transport des particules énergétiques concernées. Ce dernier utilise des méthodes Monte-Carlo, les jeux de sections efficaces EPDL et EEDL, des méthodes d'interaction similaires à celles présentées dans le code PENELOPE. De plus, des modèles extérieurs pour l'atmosphère (NRLMSISE-00) et pour le champ magnétique terrestre (IGRF-11) y sont intégrés. Le modèle collisionnel de MC-PEPTITA est ensuite validé par comparaison avec le code de référence GEANT4 du CERN. Une fois le modèle construit et validé, nous présentons et décomposons en détail la simulation d'un événement TGF typique pour en faire ressortir toute sa complexité. Finalement, nous procédons à des comparaisons directes entre le modèle et les données mesurées par le télescope spatial Fermi pour établir ou vérifier des propriétés importantes concernant les TGF et les faisceaux d'électrons et de positrons associésThunderstorms are sources of intense transient phenomena, including light in the visible range and also in X and gamma rays. These phenomena are detected in the form of photon flashes called "Terrestrial Gamma Ray Flashes" (TGF). The purpose of this thesis is the development of a numerical model to study and understand the mechanisms associated with TGF. Studying TGF is then important to understand the physics of lightning and thunderstorms (which are very common phenomena, but the micro-physics is still poorly understood), together with the coupling between the atmosphere and the ionosphere of the Earth. This thesis is also part of the preparation for the TARANIS mission from the CNES, which will be launched in 2017. Among others, TARANIS will have the XGRE and IDEE instruments, able to characterize X/gamma photons and the associated relativistic electrons. After its emission, at around 15 km altitude, this flux of gamma-rays are filtered and altered by the atmosphere and a small part of it may be detected by a satellite in low earth orbit. This last is made of scattered primary photons, together with secondary produced electrons and positrons. A part of these secondary can escape the atmosphere and will then be confined by geomagnetic field lines. Thus, trying to get information on the initial flux from the measurement is a very complex inverse problem, which can only be tackled by the use of a model solving the transport the involved high energy particles. In this thesis, we firstly make a synthesis of the main work that has been done concerning observations and modeling associated with TGF, since their discovery, around 20 years ago, until today. Secondly, we present and validate the MC-PEPTITA model for the transport of the involved energetic particles. It uses Monte-Carlo methods, the EPDL and EEDL cross-section sets, and the methods of simulation of the interactions are similar to what is presented for the PENELOPE code. Moreover, exterior models for the atmosphere (NRLMSISE-00) and the magnetic field of the Earth (IGRF-11) are also integrated. The collision model of MC-PEPTITA is then validated by comparison with the reference code GEANT4 from the CERN. Furthermore, its ability to reproduce precisely some real lightcurves observed by the Fermi space telescope helps to strengthen even more its validation. Once the model is built and validated, we present and decompose in detail the simulation of a typical TGF event, in order to bring out all its complexity. Finally, we conduct direct comparisons between the model and the data measured by the Fermi space telescope to establish or verify important properties concerning the TGF and the associated beams of electrons and positrons
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Pain, Mario Saul. "Conception et réalisation d'un code NxOD destiné à l'étude du transport de l'énergie électronique dans les tokamaks." Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112073.
Full textAbstract:
Le code NxOD est un code de transport de finesse intermédiaire entre un code od et un code 1d. Apres une explication sur le fonctionnement du code, on présente son application à l'étude du confinement de l'énergie électronique lors des expériences de chauffage cyclotronique électronique. Un deuxième code destine au calcul des parties suprathermiques des fonctions de distribution a été développe et utilise pour analyser le même type d'expériences
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Dang, Thi kieu van. "Regulation of photosynthetic cyclic electron transport and photo-production of hydrogen in Chlamydomonas reinhardtii." Thesis, Aix-Marseille, 2015. http://www.theses.fr/2015AIXM4004/document.
Full textAbstract:
Deux voies de transfert cyclique d’électrons ont été décrites chez l’algue verte C.reinhardtii, une implique (PGRL1 et PGR5), l’autre une NADP(H)-plastoquinone oxidoréductase (NDA2). Le TCE participerait à la génération d’ATP et donc à l’équilibration de la balance énergétique cellulaire. Pour mieux comprendre la contribution du TCE à la photosynthèse, différents mutants affectés du TCE ont été étudiés. Dans un premier temps, la photosynthèse et la croissance du mutant pgrl1 de C. reinhardtii déficient dans la voie de TCE PGRL1-dépendente ont été caractérisées. A l’état stationnaire, la productivité en biomasse du mutant est similaire à celle du sauvage, dans une large gamme d’intensités lumineuses et de concentrations en CO2. Basé sur les effets d’inhibiteurs de la respiration mitochondriale sur l’activité photosynthétique, il a été conclu que la coopération avec la respiration mitochondriale et de la photo-réduction d’O2 compensaient l’absence du TCE-PGRL1 dépendent. Cette compensation résulte en une productivité normale de biomasse chez le mutant à l’état stationnaire. Dans la deuxième partie de l’étude, une souche sur-exprimant la NDA2 chloroplastique a été étudiée. Une augmentation de l’activité de réduction non-photochimique des plastoquinones (PQ) en aérobiose et une vitesse de production d’H2 accrue par la voie indirecte en anaérobiose ont été notées. Il a été conclu que la production d’H2 par la voie indirecte est limitée par la capacité de réduction des PQ, soit du fait de la faible disponibilité des donneurs d’électrons, soit du fait d’une activité enzymatique de NDA2 limitée. Ceux-ci contribuerait à améliorer une production d’H2 durablePhotosynthetic organisms have developed complex mechanisms to ensure an optimal match between the energy supplied and the metabolic demand. Among these mechanisms, cyclic electron flow around PSI (CEF) has been proposed to generate additional proton motive force and participate in the supply of extra ATP for photosynthesis. Two pathways of CEF have been described in the green alga C. reinhardtii, one involving PGRL1 (and PGR5), and the other a NAD(P)H-plastoquinone oxidoreductase (NDA2). In order to better understand the contribution of CEF to photosynthesis, different mutants affected in CEF components were studied. First, photosynthesis and growth performances of a knock-out C. reinhardtii mutant (pgrl1) deficient in PGRL1-mediated CEF have been characterized. Steady-state biomass productivity of the pgrl1 mutant was similar to its wild-type progenitor under a wide range of illumination and CO2 concentrations. From the effects of mitochondrial respiration inhibitors on photosynthesis, it was concluded that increased cooperation with mitochondrial respiration, and increased light-dependent O2 photo-reduction compensates for the absence of PGRL1-CEF. Second, a transplastomic strains over-expressing NDA2 was studied. An increased activity of non-photochemical reduction of plastoquinones (PQ) in aerobiosis and increased rate of H2 production by the indirect pathway in anaerobiosis were reported. It was concluded that activity of the indirect pathway of hydrogen production is limited by the non-photochemical reduction of PQ, either by the pool size of electron donors, or by the activity of NDA2. These data contribute to improvement for the sustainable production of hydrogen
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Daligault, Jérôme. "Dynamique électronique femtoseconde dans les agrégats métalliques." Lyon 1, 2001. http://www.theses.fr/2001LYO10256.
Full textAbstract:
L'objet de ce travail est une étude théorique de la dynamique femtoseconde, linéaire et non linéaire, des électrons délocalisés dans les agrégats métalliques. L'utilisation de divers modèles d'agrégats, du jellium sphérique à ceux où les ions sont décrits par un pseudopotentiel réaliste, permet de considérer le rôle des interactions électrons-ion. L'approche théorique utilisée est basée sur la limite semi-classique des équations de Kohn-Sham dépendant du temps. Les électrons sont représentés par une distribution d'espace de phase gouvernée par l'équation de Vlasov et les ions évoluent selon les équations classiques du mouvement. Un code de calcul parallèle permet d'analyser la dynamique d'agrégats de plusieurs centaines d'atomes pendant quelques centaines de femtosecondes, et ce tout en assurant la conservation du caractère fermionique des électrons. Une comparaison directe entre les résultats quantiques (TDLDA) et leurs correspondants semi-classiques justifie l'utilisation de cette approche. Trois études sont présentées : la relaxation ultrarapide du plasmon, la dynamique des interactions laser intense-agrégats et les collisions ion multichargé-agrégat métallique. Contrairement aux modèles du type jellium, la description de la structure ionique discrète permet de rendre compte des temps de relaxation du plasmon mesurés expérimentalement, inférieurs à 10 fs. On l'explique en terme de diffusion électronique sur les non linéarités du potentiel des ions. Une approche en termes d'orbites classiques dans le champ moyen permet de comprendre la manifestation d'effets de taille finie. Les interactions électron-ion jouent aussi un rôle essentiel dans l'absorption et la redistribution de l'énergie laser pendant et après le passage d'une impulsion laser intense femtoseconde ; en particulier, les effets de la pression cinétique sont indispensables pour décrire l'énergétique de l'explosion finale de l'édifice atomique. Enfin, l'analyse des énergies d'excitation d'agrégats chargés par des ions multichargés permet d'interpréter l'évolution des tailles d'apparition expérimentales.
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Rejeb, Chedly. "Contribution à la caractérisation des effets d'une irradiation aux électrons sur les propriétés optiques et de transport électrique du GaAs." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1994. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/MQ40617.pdf.
Full text
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Rejeb, Chedly. "Contribution à la caractérisation des effets d'une irradiation aux électrons sur les propriétés optiques et de transport électrique du GaAs." Mémoire, Université de Sherbrooke, 1993. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/4395.
Full textAbstract:
Nous avons expose des échantillons d'arseniure de gallium à des irradiations aux électrons (7 MeV). Les doses utilisées variaient de 10[indice supérieur 10] jusqu' à 6[indice supérieur 15] e/cm[indice supérieur 2]. Nos échantillons, épitaxiés par déposition chimique en phase vapeur de métaux organiques (MOCVD), n'étaient pas intentionnellement dopés. Ces échantillons étaient caractérisés par effet Hall qui donna une concentration nette de porteurs (N[indice infiérieur d] - N[indice inférieur a]) fluctuant entre 10[indice supérieur 15] et 2 x 10[indice supérieur 15] cm[indice supérieur -3] = 300 K. Par photoluminescence, effet Hall et DLTS (abréviation de l'Americain "Deep Level Transient Spectroscopy") nous avons procédé à la caractérisation des défauts présents dans chaque échantillon avant et après l'irradiation. D'une part, la mobilité de Hall et la résistivité de chaque échantillon ont été mesurées en fonction de la température. Un lissage des courbes de données nous a permis de préciser l'énergie d'activation et la densité de chaque niveau d'impureté (peu profonde) ainsi que leur évolution avec la dose d'irradiation. D'autre part, la DLTS nous a permis de sonder des niveaux moyennement profonds et profonds et de suivre les variations de leur concentration et leur position dans le gap avec les diverses doses utilisées.