Tesis: "Spectroscopie Rayon X"

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Duval, Louis. "Métrologie rayon X pour l'astrophysique et la physique fondamentale". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. http://www.theses.fr/2024SORUS320.

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Resumen

Dans cette thèse, je présente des mesures d'énergies de transition dans des ions lourds très chargés, dans le domaine des rayons X, pour des atomes allant du soufre à l'uranium. Ces mesures permettent de tester l'Électrodynamique Quantique (QED), dans des états liés, et le problème à n-corps relativiste. La première mesure a été réalisée sur des transitions intracouche 2p-2s dans l'uranium à deux, trois et quatre électrons, sur l'anneau de stockage ESR du complexe d'accélérateurs GSI/FAIR à Darmstadt avec deux spectromètres à cristal courbe. Elle a permis de tester les effets de QED jusqu'au second ordre et les effets de corrélation grâce à la précision obtenue de 37 parties par million (ppm), dix fois meilleure que celle de la mesure précédente en excellent accord avec la théorie. Le second ensemble de mesures a été réalisé sur des transitions 2p - 1s dans des ions de soufre et d'argon à 5 électrons (boronoïdes), avec un trou dans la couche 1s. Ces mesures permettent de tester les calculs de problème à n-corps relativiste, et en particulier les effets de corrélation électroniques. Ces mesures, sans références externes, ont été effectuées à l'aide d'un spectromètre à double cristal plan, ce qui permet d'atteindre une précision inégalée de 4 ppm. Pour analyser ces spectres complexes, il a fallu développer de nouvelles techniques Bayésiennes afin de pouvoir déterminer le nombre, la largeur et l'énergie des transitions présentes dans les raies observées. Nous avons ainsi pu déterminer l'énergie et la largeur de plusieurs transitions non-résolues, couramment observée par les satellites X. La mesure précise de ces transitions de mieux comprendre les spectres astrophysiques
In this thesis, I present measurements of transition energies in highly charged heavy ions, in the X-ray range, for atoms ranging from sulfur to uranium. These measurements allow us to test Quantum Electrodynamics (QED), in bound states, and the relativistic n-body problem. The first measurement was carried out on 2p-2s intrashell transitions in uranium with two, three and four electrons, on the ESR storage ring of the GSI/FAIR accelerator complex in Darmstadt with two curved crystal spectrometers. This enabled to test QED effects up to second order and correlation effects, thanks to the precision obtained of 37 parts per million (ppm), ten times better than that of the previous measurement and in excellent agreement with theory. The second set of measurements was carried out on 2p - 1s transitions in 5-electron sulfur and argon ions (boronoids), with a hole in the 1s shell. These measurements make it possible to test relativistic n-body problem calculations, and in particular electronic correlation effects. These measurements, without external references, were carried out using a double planar crystal spectrometer, achieving an unrivalled accuracy of 4 ppm, in good agreement with the theory. To analyze these complex spectra, we had to develop new Bayesian techniques to determine the number, width and energy of the transitions present in the observed lines. We have thus been able to determine the energy and width of several unresolved transitions commonly observed by X-ray satellites. Precise measurement of these transitions will enable us to better understand astrophysical spectra

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Chaudemanche, S. "Caractérisation in situ de l'endommagement volumique par spectroscopie Raman et rayon X de différents polypropylènes déformés en traction uniaxiale". Phd thesis, Université de Lorraine, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01005656.

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Resumen

L'utilisation de matériaux polymères a su s'imposer au cours du 20ième siècle, en remplaçant ou se combinant aux matériaux métalliques, pour des applications mécaniques toujours plus techniques. La grande diversité des propriétés physiques des polymères est intimement lié à leur forte complexité microstructurale, qui malgré leur utilisation massive reste, au demeurant, encore très incomprise. Afin de mieux comprendre les évolutions microstructurales aux échelles nano et micrométrique dont résultent le comportement macroscopique il est nécessaire de développer de nouvelles techniques de caractérisation in situ. Ce travail fait état de l'utilisation de la spectroscopie Raman couplée au système VidéoTractionTM afin d'obtenir des informations microstructurales de la déformation de polymère semi-cristallins. Pour cela, des polypropylènes de formulations diverses ont été étudiés, permettant de souligner le rôle joué par la matrice et les charges organiques et minérales dans le processus de déformation plastique. Des mesures in situ de l'orientation des chaînes macromoléculaires déterminées in situ par Raman ont été confirmées, au synchrotron Petra III d'Hambourg, par une expérience couplant le système VidéoTractionTM-Raman à un dispositif de diffusion des rayons X aux grands angles. L'endommagent volumique des matériaux a été étudié post mortem par Tomographie X et radiographie X. Les améliorations apportées au système VidéoTractionTM-Raman ainsi qu'une étude de la diffusion de la lumière incohérente de nos matériaux au cours de leurs déformations ont permis l'établissement d'un critère de mesure de l'endommagement volumique in situ par Raman.

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Gaudry, Émilie. "Structure locale autour des impuretés dans les gemmes, étudiée par spectroscopies et calculs AB initio". Paris 6, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00131051.

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Manil, Bruno. "Spectroscopie X de Précision sur les Ions Lourds Multichargés et les Atomes Exotiques". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003392.

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Resumen

Dans ce travail de thèse, nous présentons quatre expériences, portant soit sur l'étude d'ions lourds hydrogenoïdes ou héliumoïdes, soit sur celle d'atomes exotiques, et qui se sont déroulées au Gesellschaft für Scherionenforchung (GSI) et à l'Institut Paul Scherrer (PSI).

Dans la première partie de ce manuscrit, nous décrivons, tout d'abord, un spectromètre à cristal courbe et en transmission, couplé à un détecteur germanium sensible en position. Cet ensemble, dédié à la mesure de l'énergie de photons X entre 50 et 100 keV et qui est destiné à être monté sur l'accélérateur du GSI, nous permettra, dans les années avenirs, de gagner un ordre de grandeur sur la précision de la mesure du déplacement de Lamb du niveau fondamental de l'uranium hydrogénoïde, afin de tester la QED en champ coulombien fort. Ensuite, nous détaillons une expérience qui nous permettra de donner bientôt une nouvelle valeur de la masse du pion chargé avec une incertitude relative de 1 ppm. Elle est basée sur une spectroscopie X de l'azote pionique, effectuée au PSI. Pour celle-ci nous utilisons un montage composé d'une trappe anticyclotronique, d'un spectromètre de Bragg en réflexion, possédant un cristal sphérique et d'un détecteur CCD refroidit. Ce dispositif permet également de tester la QCD et la théorie des perturbations chirales, par une mesure des transitions radiatives de l'hydrogène pionique.

La seconde partie est consacrée à une description d'une mesure la durée de vie d'un niveau métastable de l'or héliumoïde, grâce à une expérience de temps de vol, qui se déroule au GSI. Nous donnons, pour la toute première fois pour un Z si élevé, une valeur précise de cette durée de vie, qui constitue un test important de la théorie relativiste à n-corps.

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Sihachakr, Davina. "Etude de N2/O2 sous pression". Paris 11, 2005. http://www.theses.fr/2005PA112036.

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Resumen

Le but de cette thèse est d’identifier les paramètres pertinents pour la synthèse de nouveaux matériaux par pression à partir de mélanges de gaz moléculaires. Nous avons choisi un système école : les mélanges N2/O2. Dans une première partie, nous avons déterminé le diagramme de démixtion binaire à 300 K des mélanges N2/O2 sous pression. Une miscibilité totale en phase fluide est observée ainsi qu’une large miscibilité en phase solide. La phase solide présente une grande richesse allotropique. A partir des données de diffraction de rayons X, nous montrons que les structures de ces différentes solutions solides sont dérivées de celles des composants purs. Une dissymétrie du diagramme binaire indique cependant que les interactions N2-O2 sont très similaires de celles de N2-N2, mais sont très dissemblables de celles de O2-O2. Dans une deuxième partie, nous avons observé à partir des phases solides N2/O2, sous irradiation laser Nd :YAG, la synthèse du composé ionique NO+NO3-. Un nouveau type de structure en couche est affiné à partir des données de diffraction X. De plus, nous montrons que cette structure ouverte peut piéger des molécules O2 ce qui constitue une nouvelle classe de ‘clathrate’. Enfin, ce composé peut être récupéré à pression ambiante sous forme amorphe. Dans une dernière partie, nous montrons par des mesures de luminescence que le couplage du laser Nd:YAG avec les molécules O2 en phase condensée se fait par résonance avec la transition électronique de l’état triplet vers l’état singulet. Cet état excité est très réactif ce qui devrait permettre la synthèse d’autres matériaux sous pression à partir des mélanges contenant O2
The aim of this thesis is to identify the relevant parameters for the high-pressure synthesis of new materials from mixtures of molecular gases. We have chosen a model system: N2/O2 mixtures. In the first part of this document, we determined the binary phase diagram of N2/O2 under pressure at 300 K. In the fluid, a total miscibility is observed, and a large miscibility exists in the solid phases. The solid phase presents numerous allotropic forms. From the x-ray diffraction data, we show that the structures of those different solid solutions are related to those of pure components. A dissymmetry of the binary phase diagram however indicates that the N2-O2 interactions are very similar to the N2-N2 ones but are very different from the O2-O2 ones. In the second part of this document, we observed the synthesis of the ionic compound NO+NO3- from N2/O2 solid phases under Nd: YAG laser irradiation. A new type of layered structure is refined from the x-ray data. Moreover, we show that this opened structurecan trap O2 molecules what constitutes a new class of “clathrate”. Finally, this compound can be recovered at ambient pressure as an amorphous. In the last part of this document, we show from a luminescence study that the coupling of the Nd: YAG laser with O2 molecules in condensed phase is a resonant phenomenon with the electronic transition from the triplet state to the singlet state. This excited state is very reactive and the high-pressure synthesis of other materials should be possible from mixtures containing O2 molecules

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Hamawy, Lara. "Développement d'une méthode de reconstruction d'image basée sur la détection de la fluorescence X pour l'analyse d'échantillon". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI080/document.

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Une nouvelle technique qui localise et identifie les éléments fluorescents dans un échantillon a été développé. Cette modalité d'imagerie pratique utilise une source de rayons X poly-chromatique pour irradier l'échantillon et favoriser l'émission de fluorescence. De nombreux facteurs qui affectent l'ensemble du système comme l'atténuation, l'auto-absorption de l'échantillon, la probabilité de fluorescence et la diffusion Compton ont été pris en compte. Ensuite, un système de détection efficace a été établi pour acquérir les données de fluorescence optimales et discriminer entre les éléments en fonction de leur fluorescence caractéristiques. Ce dispositif, couplé avec une technique de reconstruction d'image approprié conduit à une image détaillée à deux dimensions. Par rapport aux techniques classiques de reconstruction d'image, la méthode de reconstruction développée est une technique statistique qui a une convergence appropriée vers une image avec une résolution acceptable. En outre, c'est une technique simplifiée qui permet l'imagerie de nombreuses applications différentes
A new technique that localizes and identifies fluorescing elements in a sample wasdeveloped. This practical imaging modality employs a polychromatic X-ray source toirradiate the sample and prompts the fluorescence emission. Many factors affecting thewhole system like attenuation, sample self-absorption, probability of fluorescence andCompton scattering were taken into account. Then, an effective detection system wasestablished to acquire the optimum fluorescence data and discriminate betweenelements depending on their characteristic fluorescence. This set-up, coupled with anappropriate image reconstruction technique leads to a detailed two-dimensional image.Compared to the conventional image reconstruction techniques, the developedreconstruction method is a statistical technique and has an appropriate convergencetoward an image with acceptable resolution. Moreover, it is a simplified technique thatallows the imaging of many different applications

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

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

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Bergamaschi, Antoine. "Développements méthodologiques et logiciels pour l’imagerie X multimodale par balayage sur la ligne de lumière Nanoscopium". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS054/document.

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L’objet de cette thèse est le développement méthodologique et logiciel d’outils permettant de traiter les grands volumes de données multimodales et tomographiques produits sur Nanoscopium. La technique de microscopie en rayons X durs par balayage permet l’acquisition simultanée d’information par contraste d’absorption, de phase, de diffusion et de fluorescence X. L’association des techniques de balayage avec l’infrastructure d’acquisition rapide FLYSCAN permet de proposer aux futurs utilisateurs de la ligne Nanoscopium de faire des acquisitions tomographiques multimodales. Un des principaux enjeux de cette approche est le traitement en ligne des grands volumes de données générées durant l’acquisition. Le résultat principal de cette thèse est le logiciel MMXI, dédié au traitement et à la reconstruction des jeux de données multimodales 2D et 3D. Ce logiciel intègre un algorithme dédié à la lecture de gros volumes de données, différentes fonctions de réduction de données, deux algorithmes de reconstruction de phase (intégration dans l’espace de Fourrier et technique itérative) et des algorithmes de reconstruction tomographiques (rétroprojection filtré ou itérative). L’ensemble des méthodes implémentées, des applications permettant de valider ces développements ainsi que les perspectives d’évolution sont présentées dans ce manuscrit
The subject of this thesis is the methodological and software development of tools for processing very large multimodal and tomographic datasets produced on Nanoscopium beamline in the SOLEIL synchrotron. Scanning hard X-ray imaging allows simultaneous acquisition of multimodal information, i.e. of images in which each pixel contains several types of data. Combining these scanning techniques with the FLYSCAN infrastructure, developed for fast data acquisition at Synchrotron SOLEIL, permits to perform multimodal tomographic imaging and tomographic reconstruction during routine user experiments. A main challenge of such imaging techniques is the online processing of the important amount of generated multimodal data. The main outcome of this thesis work is the MMX-I software which is dedicated to processing large 2D/3D multimodal dataset. This software includes an original algorithm for continuous reading of large data volumes, several reduction functions, two phase reconstruction algorithms (integration in Fourier space and iterative technics) and tomographic reconstruction technics (filtered back projection and iterative technics). Every implemented method as well as application allowing to validate the new developments and few evolution perspectives are presented in this thesis manuscript

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Nouri, Kamal. "Contribution à l'étude des diagrammes des phases ternaires R-Fe-X (R : Y, Sm; X : Ni, Ga) : Elaborations, études structurales, magnétiques et magnétocaloriques des composés intermétalliques dans les systèmes (Sm,Y)-Fe-(Ni,Ga)". Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1139.

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Depuis quelques dizaines d’années, l’étude de composés intermétalliques à base des métaux de transition 3d, et d’éléments de terres rares 4f, présente un vif intérêt tant d’un point de vue fondamental qu’appliqué. Les propriétés remarquables de ces matériaux magnétiques proviennent de la présence, dans le même composé, de métaux de transition 3d, caractérisés par un magnétisme itinérant donné par les électrons de la bande externe 3d, et de métaux de terres-rares 4f qui, eux, présentent un magnétisme localisé dû aux électrons de la couche interne 4f. La recherche présentée ici se concentrera sur deux diagrammes des phases ternaires alliant samarium, fer et nickel et l’yttrium, fer et Gallium dans le deuxième système. Ces types d’intermétalliques sont aussi potentiellement caractérisés par un effet magnétocalorique (EMC) défini par le réchauffement ou le refroidissement de ces matériaux magnétiques sous l’application ou la suppression d’un champ magnétique extérieur.Le but de la thèse est la construction des deux diagrammes ternaires qui n’ont jamais été publiés et étudier les propriétés physicochimiques dans les systèmes (Sm,Y)-Fe-(Ni,Ga). Cette recherche aboutira à la détermination des diagrammes ternaires Sm-Fe-Ni et Y-Fe-Ga expérimentales (section isotherme à 800°C) et d’étudier les propriétés structurales de ces composés intermétalliques. Les propriétés magnétiques et magnétocaloriques ont également été étudiées en couplant les analyses magnétiques avec les mesures par diffraction des rayons X et par spectroscopie Mössbauer. Ces travaux ont mis en évidence l’influence importante de la nature et du taux de fer substitué au nickel et au gallium dans les deux systèmes sur les propriétés magnétiques
In recent decades, the study of intermetallic compounds containing 3d transition metals and 4f rare earth elements presents great interest both from a fundamental point of view and in its various applications. The remarkable properties of these magnetic materials come from the presence, in the same compound, of 3d transition metal, characterized by an itinerant magnetism given by the electrons in the 3d external band, and 4f rare-earth which themselves have a localized magnetism due to the electrons of the 4f inner layer. The research presented here will focus on the construction of two ternary phase diagrams combining [Sm-Fe-Ni] in the first system and [Y-Fe-Ga] in the second one. These types of intermetallics are also characterized by a magnetocaloric effect (EMC) defined by the heating or cooling of these magnetic materials under the application or removal of an external magnetic field.The aims of the thesis are the construction of two ternary phase diagrams that have never been published before and the study of the physicochemical properties in the (Sm, Y) -Fe- (Ni, Ga) systems. This research will lead to the determination of experimental ternary phase diagrams Sm-Fe-Ni and Y-Fe-Ga (isothermal section at 800°C) and to study the structural properties of some intermetallic compounds.The magnetic and magnetocaloric properties were also studied by coupling magnetic analysis with the X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy measurements. This work has highlighted the important influence of the nature and rate of iron substituted by nickel and gallium in both systems on the magnetic properties

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Lepinay, Kevin. "Développement et applications de la tomographie chimique par spectroscopie EDX". Thesis, Lyon, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAL0124/document.

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Cette thèse porte sur l’évaluation des techniques pour la tomographie chimique par STEM EDX : mise au point des procédures expérimentales, traitement des données, reconstruction des volumes, analyse de la qualité des résultats obtenus et évaluation de la complexité globale. Les performances très limitées de l’analyse STEM EDX font que peu d’études, jusqu’à aujourd’hui, se sont portées sur cette technique. Cependant, les avancées très notables procurées par les nouveaux détecteurs ‘SDD’ ainsi que les sources électroniques X-FEG haute brillance, rendant l’analyse STEM EDX 2D très rapide, ont relancé la possibilité de la tomographie chimique ; la technique demande toutefois à être mise au point et évaluée (performances et complexité). Nous avons travaillé sur un microscope Tecnai Osiris permettant d’acquérir des cartographies chimiques EDX de centaines de milliers de pixels avec une résolution de l’ordre du nanomètre en quelques minutes. Nous avons choisi de préparer par FIB des échantillons en forme de pointe et d’utiliser un porte-objet permettant une exploration angulaire de 180° sans ombrage. Puis, à l’aide d’échantillons modèles (billes de SiO2 dans une résine), nous avons évalué les déformations d’échantillon par l’irradiation du faisceau électronique. Ceci nous a permis de proposer une méthode pour limiter cet effet par déposition d’une couche de 20 nm de chrome. Des simulations d’images ont permis d’évaluer les logiciels et méthodes de reconstruction. La méthodologie de chaque étape d’une analyse de tomographie STEM EDX a ensuite été expliquée, et l’intérêt de la technique démontré grâce à la comparaison de l’analyse 2D et 3D d’un transistor FDSOI 28 nm. La qualité des reconstructions (rapport signal-sur-bruit, résolution spatiale) a été évaluée en fonction des paramètres expérimentaux à l’aide de simulations et d’expériences. Une résolution de 4 nm est démontrée grâce à l’analyse d’une mire et d’un transistor « gate all around ». Pour ce même transistor, la possibilité et l’intérêt d’analyse de défaillance à l’échelle nanométrique est prouvée. Une analyse d’un défaut de grille d’une SRAM ou de trous dans un pilier en cuivre permettent d’expliquer l’intérêt d’une combinaison d’un volume HAADF (morphologie et résolution < 4 nm) et du volume EDX (information chimique). La conclusion est que cette technique, qui reste encore à améliorer du point de vue de sa simplicité, montre déjà son utilité pour l’analyse et la mise au point des technologies avancées (nœud 20 nm et après)
This thesis focuses on the evaluation of the STEM EDX chemical tomography technique: development of experimental procedures, data processing and volumes reconstruction, quality analysis of the results and evaluation of the overall complexity. Until now, STEM EDX analysis performances were very limited, so only few studies about this technique have been realized. However, very significant progress procured by the new SDD detectors as well as by the high brightness electronic sources (X-FEG), making the STEM EDX 2D analysis very fast, have revived the possibility of the chemical tomography, although the technique has to be developed and evaluated (performance and complexity). We have worked on a Tecnai Osiris which acquires EDX chemical mapping of hundreds of thousands of pixels with resolution of one nanometer and in a few minutes. We chose to prepare the rod-shaped samples by FIB and use a sample holder allowing an angle of exploration of 180° without shadowing effects. Then, using model samples (SiO2 balls in resin), we evaluated the sample deformation due to the electron beam irradiation. This allowed us to propose a method to reduce this effect by depositing a 20 nm chromium layer. Images simulations were used to evaluate the software and the reconstruction methods. The methodology of each step of the STEM EDX tomography analysis is then explained and the technique interest is demonstrated by comparing the 2D and the 3D analysis of a transistor 28 nm FDSOI. The quality of the reconstructions (signal-to-noise ratio, spatial resolution) was evaluated, in function of experimental parameters, using simulations and experiments. A resolution of 4 nm is demonstrated through the analysis of a test pattern and a "gate all around” transistor. For the same transistor, the possibility and the interest of a failure analysis at the nanoscale is proven. Analyses of a SRAM gate fail or of the holes in a copper pillar explain the benefits of a combination between a HAADF volume (morphology and resolution < 4 nm) and an EDX volume (chemical information). To conclude, this technique, which still needs to be improved in terms of simplicity, is already showing its usefulness for the analysis and the development of advanced technologies (20nm node and beyond)

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Andrade, Gomes Juliano de. "Etude des propriétés structurelles locales de liquides magnétiques : de la nanoparticule à la solution". Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066126.

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Resumen

Les propriétés structurelles locales de liquides magnétiques à base de nanoparticules de ferrite de zinc, cuivre ou nickel, obenues par chimie douce avec une stratégie coeur/couronne sont étudiées ici. Le coeur de ferrite stoechiométrique et la couche surfacique de composition chimique moyenne Fe3O4 sont sondés quantitativement par spectroscopie dábsorption de rayons X mettant en évidence une inversion de cations dans le coeur de ferrite et des effets liés au confinement nanométrique. L’analyse de Rietveld de diagrammes de poudre de rayons X, montre que la densité des grains tend vers celle du massif quand leur taille augmente. La structure colloïdale des solutions est aussi étudiée par diffusion de neutrons aux petits angles et présente une anisotropie sous champ magnétique. Finalement, une étude chimique, structurelle et magnétique, de ferrofluides à base de nanoparticules de maghémite dopée avec des atomes de terre rare, matériau précurseur pour la nanoradiothérapie, est présentée.

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Mear, François. "Etude de mousses de verres issus de Tubes à Rayons Cathodiques (TRC) en fin de vie contenant de l'oxyde de plomb : Elaboration, caractérisations physicochimiques et applications". Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011189.

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Ce travail est consacré à la recherche et l'étude d'une filière de valorisation des verres de Tubes à Rayons Cathodiques (TRC) en fin de vie. La présence d'éléments lourds dans la composition de ces verres oblige les fabricants et les distributeurs à les recycler afin d'éviter leur mise en décharge, limitée aux déchets ultimes.
La filière la plus prometteuse semble celle du verre expansé, matériau déjà commercialisé et qui permettrait d'écouler la quasi-totalité du gisement. Le verre expansé est obtenu après traitement thermique d'un mélange de poudre de verre de TRC et d'un réducteur qui peut être le nitrure de titane ou le carbure de silicium. La réaction entre le réducteur et l'oxyde de plomb présent dans la matrice donne lieu à un dégagement gazeux à l'origine de la structure cellulaire.
Une faible densité justifiée par une forte porosité, autour de 80%, ainsi qu'une distribution de taille d'accès aux pores unique et centrée autour de 0,3 à 0,5 µm suivant le réducteur utilisé ont été obtenues.
La présence de plomb métal sous forme de bille en surface de pores a pu être mis en évidence.
Les mousses obtenues possèdent une conductivité thermique faible (<0,25 W.m-1.K-1), ce qui les classe dans la catégorie des isolants thermiques tout en possédant des propriétés mécaniques satisfaisantes : contrainte moyenne à la rupture variant de 4 à 250 MPa suivant le procédé de synthèse. Les propriétés d'isolation électrique sont conservées.
L'ensemble de ces propriétés permet d'envisager des applications industrielles comme la réalisation de panneau d'isolation, en accord avec les réglementations environnementales.
Une dépollution partielle du matériau par extraction mécanique des billes de plomb formées après traitement thermique est par ailleurs envisageable.

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Prigent, Christophe. "L'émission X : un outil et une sonde pour l'interaction laser - agrégats". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/hal-00008123.

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In intense laser – cluster interaction, the experimental results show a strong energetic coupling between radiation and matter. We have measured absolute x – ray yields and charge state distributions under well control conditions as a function of physical parameters governing the interaction; namely laser intensity, pulse duration, wavelength or polarization state of the laser light, the size and the species of the clusters (Ar, Kr, Xe). We have highlighted, for the first time, an intensity threshold in the x – ray production very low (~ 2.1014 W/cm2 for a pulse duration of 300 fs) which can results from an effect of the dynamical polarisation of clusters in an intense electric field. A weak dependence with the wavelength (400 nm / 800 nm) on the absolute x – ray yields has been found. Moreover, we have observed a saturation of the x – ray emission probability below a critical cluster size.

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Ghammraoui, Bahaa. "Etude d'un système d'identification de matériaux par diffraction de rayons X à partir d'acquisitions spectrométriques multi pixels". Phd thesis, INSA de Lyon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00863855.

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Resumen

La diffraction des rayons X apparait comme une modalité prometteuse pour l'inspection non invasive de bagages. Par comparaison aux techniques traditionnelles d'imagerie par transmission, cette technique permet de révéler davantage d'informations caractéristiques sur les matériaux, comme les distances inter-réticulaires pour les matériaux cristallins ou la fonction d'interférence moléculaire pour les matériaux amorphes. La méthode de diffraction par énergie dispersive (EDXRD), qui travaille à angle fixe avec un faisceau polychromatique et un détecteur résolu en énergie, est plus particulièrement adaptée à la problématique de contrôle de bagages, car elle permet d'envisager une architecture parallélisée pour imager un bagage complet en un temps raisonnable. Les travaux proposés dans cette thèse ont donc pour but d'étudier un système EDXRD utilisant un détecteur spectrométrique CdZnTe multi pixels pour l'identification des matériaux illicites dans les bagages. Une première étape a consisté à prendre en main cette technique à la fois expérimentalement avec un banc de diffraction mis à disposition et théoriquement par le biais du développement d'un outil de simulation élaboré. La confrontation entre l'expérimentation et la simulation a permis de bien comprendre la physique d'un tel système et de mieux analyser ses faiblesses pour pouvoir les corriger. En nous appuyant sur ces deux outils, nous avons ensuite étudié et mis en oeuvre de nouveaux concepts pour améliorer les performances du système EDXRD, en termes de résolution, d'intensité et de stabilité des pics de diffraction. Ainsi, une architecture novatrice, s'appuyant sur un traitement des signaux transitoires délivrés par les détecteurs CdZnTe, est proposée afin d'améliorer le compromis entre la résolution des pics de diffraction et leur intensité. Cette architecture est basée sur la sur-pixellisation du détecteur par la méthode de localisation barycentrique et sur une adaptation géométrique du système collimateur/détecteur. Enfin, le problème d'instabilité des pics de diffraction, due à l'effet d'orientation des grains des matériaux cristallins, est également traité.

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Ghiringhelli, Giacomo. "Spectroscopies résonnantes de rayons X mous polarisés circulairement". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2001. http://www.theses.fr/2001GRE10234.

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L'évolution technique des sources de rayonnement synchroton a récemment permis de développer de nouvelles spectroscopies pour l'étude des états électroniques des solides. En particulier l'utilisation de rayons x de basse et moyenne énergie (rayons x mous) permet d'atteindre un niveau de sélectivité dans la mesure autrefois impossible. La famille des composés à base de métaux de transition 3d est particulièrement importante en sa variété de comportements magnétiques et électroniques, notamment pour ce qui concerne les oxydes. Sur la ligne de lumière ID12B de l'ESRF ces matériaux ont été étudiés à l'aide des plus récentes spectroscopies résonnantes. La photoemission résonnante et la diffusion inélastique (inelastic scattering) résonnante aux seuils L3 et L2 de Co, Ni et Cu sont présentées en différents exemples d'utilisation. Nous mettons en évidence les mécanismes physiques communs aux deux techniques. Nous discutons de l'importance des modèles choisis dans la description des états électroniques de l'échantillon pour une correcte interprétation des mesures. Nous proposons d'importants nouveaux résultats concernant CuO, Cu2O, NiFe2O4, Co et NiO. Une application tout à fait originale est celle de la photoémission résonnante au seuil L3 de Cu utilisant des rayons x polarisés circulairement en combinaison avec la mesure de la polarisation en spin des photoélectrons. Cette technique est utilisée pour la détermination du caractère du premier état ionisé des cuprates supraconducteurs : les singulets de Zhang et Rice existent-ils vraiment ? L'instrumentation construite pour réaliser ces mesures est décrite. La technique est expliquée dans les détails et les résultats des mesures sont présentés pour CuO, SrCuOC1, LaSrCuO et BiSrCaCuO.

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Gotte, Vincent. "Etudes structurales par spectroscopie d'absorption des rayons X polarisés". Nancy 1, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1999_0248_GOTTE.pdf.

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Un objectif majeur de ce travail aura été de démontrer que la spectroscopie d'absorption x permettait d'accéder à des informations structurales précieuses sur les complexes qui se forment lors de l'activation de l'ozone par divers composés halogènes du manganèse (III) dans lesquels le métal est complexe par des macrocycles porphyriniques dodecaphenylsubstitues. L'analyse des spectres exafs et xanes, enregistrés au seuil k du manganèse montre que, dans les intermédiaires formés en présence d'ozone, le métal est formellement tétravalent et son schéma de coordination inclut les 4 atomes d'azote pyrrolique du noyau porphyrinique dans le plan équatorial, plus, sur l'axe, deux molécules d'ozone disposées symétriquement par rapport au noyau macrocyclique. L'étude des spectres exafs et xanes, enregistrés au seuil k du chlore, et leurs simulations par des méthodes ab initio, mettent en évidence l'existence d'entités moléculaires cl-o-o-o voire o-o-o-cl-o-o-o. Nous avons été beaucoup moins heureux dans notre tentative de caractérisation des complexes d'inclusion de l'argon par le cryptophane a et le kryptofix(222) dans les solvants organiques. Nous précisons les difficultés expérimentales rencontrées dans ce dernier projet. Nous avons par ailleurs contribue à mettre en évidence pour la première fois, le dichroïsme circulaire naturel (xncd) dans le domaine des rayons x. L'origine de ce phénomène est liée aux termes tensoriels d'interférences dipôle électrique-quadrupole électrique (e1. E2) qui existent uniquement dans les cristaux gyrotropes uniaxiaux et biaxiaux. Les premiers résultats obtenus concernaient les seuils l de l'iode dans un monocristal de iodate de lithium appartenant à une classe de cristaux énantiomorphes. Enfin, notre contribution à divers développements méthodologiques sur la ligne de lumière id-12a est attestée par le fait que nous avons été associé aux publications correspondantes.

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Morales, Ugarte Jorge Eduardo. "Etude Operando des accumulateurs au lithium par couplage spectroscopie à photoémission des rayons X et spectroscopie d’impédance". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAI082.

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Face aux grands défis industriels dans les domaines du stockage électrochimique de l’énergie, un effort de recherche fondamentale sur les matériaux impliqués et leurs interfaces est aujourd'hui indispensable pour un gain en performance, durabilité, sécurité.Dans ce contexte, il est primordial de comprendre les processus interfaciaux mis en jeu qui induisent la dégradation de l’interface lithium métal-électrolyte et entrainent une baisse du rendement Coulombique et favorisent la croissance dendritique.Nous proposons ainsi dans cette thèse une étude couplant des techniques électrochimiques comme la spectroscopie d’impédance avec des techniques d’analyse de surface comme la spectroscopie à photoémission des rayons X pour étudier la réactivité chimique et électrochimiques entre les électrolytes et une électrode de lithium métal.Pour ce faire, un intérêt spécifique a été porté aux électrolytes à base de liquides ioniques, qui ont été proposés comme solvants des sels de lithium, notamment pour leur faible pression de vapeur saturante qui augmente considérablement la sécurité des batteries ainsi conçues.Enfin, ce travail a été consacré en particulier au développement de montages et de mesures operando XPS afin de suivre l’évolution chimique des interfaces à l’intérieur d’une batterie en temps réel
Faced with the major industrial challenges in the field of electrochemical energy storage, a fundamental research effort on the materials involved and their interfaces is nowadays essential for a gain in performance, durability and safety.In this context, it is essential to understand the interfacial processes involved that induce the degradation of the lithium metal-electrolyte interface and lead to a decrease in Coulombic efficiency and promote dendritic growth.In this thesis, we propose a study coupling electrochemical techniques such as impedance spectroscopy with surface analysis techniques such as X-ray photo-emission spectroscopy to study the chemical and electrochemical reactivity between electrolytes and a lithium metal electrode.To this end, special attention has been paid to the ionic liquids based electrolytes, which have been proposed as solvents for lithium salts, particularly for their low saturation vapor pressure, which considerably increases the safety of the batteries thus designed.Finally, this work was devoted in particular to the development of operando XPS assemblies and measurements in order to follow the chemical evolution of the interfaces inside a battery in real time

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Gauthier, Christophe. "Recherches sur de nouveaux modes de détection des spectres d'absorption X exploitant l'excitation de la fluorescence X, de la luminescence visible et la photoémission". Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10025.

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Les spectroscopies EXAFS (extended x-ray absorption fine structures) ou XANES (x-ray absorption near edge structures) sont des outils bien adaptés à la caractérisation structurale des milieux condenses dépourvus d'ordre à longue distance. Première partie: la spectroscopie d'excitation de la fluorescence X est la technique de choix pour l'étude des échantillons dilués. Il est cependant nécessaire de disposer d'un détecteur possédant à la fois une excellente résolution en énergie et un fort taux de comptage, de façon à séparer la fluorescence du fond continu diffusé par l'échantillon. Nous montrons que l'utilisation de détecteurs à champ de dérive permet de repousser considérablement les limites de sensibilité actuelles. La faisabilité d'une nouvelle géométrie de détecteur adaptée aux exigences spécifiques de la spectroscopie d'excitation de la fluorescence X est démontrée. La mesure du rendement de photoémission total permet la caractérisation d'un échantillon au voisinage de sa surface. Nous proposons un nouveau détecteur de grande linéarité dont l'élément clé est une photodiode sans fenêtre d'entrée. Son efficacité est illustrée par l'étude d'une couche superficielle de tungstène électrochromique. Deuxième partie: la mesure du dichroïsme circulaire ou de la dispersion rotatoire devrait apporter une sélectivité de site caractéristique d'un ordre magnétique local, voire de la chiralité du site. Nous étudions les conditions qui permettraient de prévoir l'existence d'une activité optique naturelle ou artificielle pour des systèmes moléculaires dans le domaine des rayons X

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Delhommaye, Steven. "Single-particle modelling of X-ray Absorption and X-ray Raman Scattering spectra : from the impact of vibrations on multipole transition channels to the implementation of L2,3 edges". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS076.

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Ce travail de thèse porte sur les spectroscopies d’électrons de niveau de cœur ainsi que leur modélisation par la suite de code open source Quantum ESPRESSO. Il porte en particulier sur la Spectroscopie d’Absorption des rayons X (XAS), déjà bien établie, et la Spectroscopie Raman des rayons X (XRS), une alternative au XAS gagnant en popularité, par exemple dans le cas de mesures sous conditions extrêmes. Le premier objectif de cette thèse était l’étude de l’impact des vibrations thermiques des noyaux sur les contributions multipolaires en XAS et en XRS. En effet, le modèle QHA utilisé pour prendre en compte ces effets a déjà fait ses preuves dans le cas d’oxides légers, mais n’a jamais été utilisé pour étudier ces effets sur les canaux quadripolaire en XAS et monopolaire en XRS. L’étude repose sur la comparaison entre calcul et expérience, sur deux composés de référence : TiO2 rutile et α-Al2O3. Par ailleurs, un défaut du modèle QHA concernant la reproduction de subtils effets de dépendance angulaires a été découvert et corrigé par la théorie des groupes. Le second objectif de cette thèse était l’implémentation du calcul des seuils L2,3 en XRS dans le module XSpectra de Quantum ESPRESSO. Cette implémentation est inspirée des précédentes implémentations du calcul de seuils K en XRS et de seuils L2,3 en XAS. L'implémentation comprend les contribution monopolaire et dipolaire jusqu’au premier ordre du développement de l’opérateur de transition XRS. Elle est testée par comparaison entre calcul et expérience pour divers composés du soufre. Un bon accord entre calcul et expérience est obtenu, bien que très sensible à l’approximation du trou de cœur choisie
This thesis work focuses on core level spectroscopies and their modelling by Quantum ESPRESSO, an open-source suite of codes. In particular this work focuses on X-Ray absorption spectroscopy (XAS), already well established, and X-Ray Raman Scattering (XRS), proving to be an increasingly popular alternative to XAS, for example under harsh experimental conditions. The first objective of this work was to study the impact of the thermal vibrations of nuclei on the multipole contributions available in XAS and XRS. Indeed, the QHA model used in this work to account for these vibration effects has been used to study light oxides before, but never to assess these effects on the secondary contribution channels of XAS (quadrupole) and XRS (monopole). The study relies on comparison between calculation and experimental data on two well-known reference compounds, rutile TiO2 and α-Al2O3. Moreover, a flaw of the QHA model when trying to reproduce subtle angular dependence signals was discovered and corrected using group theory. The second objective of the thesis was to implement calculation of XRS L2,3 edges in the XSpectra module of Quantum ESPRESSO. It was inspired by the previous implementations of XAS L2,3 edges and XRS K edges calculations in XSpectra. The monopole and dipole contributions were implemented up to the first order of the expansion of the XRS transition operator. It was tested by comparing calculation and measured data on various sulphur compounds. Good agreement with data could be produced, but was found very sensitive to the chosen core hole approximation

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Bébin, Philippe. "Étude des interfaces polymère-métal par la spectroscopie photoélectronique des rayons X". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape3/PQDD_0021/NQ55804.pdf.

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Bourgeon-Martin, Nelly. "Études électrochimiques de Li1,2V3O8 : intérêt des spectroscopies d'absorption des rayons X et de photoélectrons X". Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2111.

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Ce travail, consacré à l'étude de Li1,2V3O8 en tant qu'électrode positive pour batteries au lithium, a pour objectif de comprendre et caractériser les facteurs responsables des différences de performances électrochimiques de composés préparés à différentes températures. De nombreuses techniques ont été mises en œuvre, telles que l'analyse des profils de raies de diffraction X, les spectroscopies d'absorption X, de photoélectrons X, de saut de potentiel, le cyclage dans différentes conditions et l'analyse chimique des espèces dissoutes. Nous avons montré que la perte de capacité en cyclage du composé préparé à 350ʿC a lieu lors du biphasage à 2,6V, par une réaction avec l'électrolyte conduisant à une dissolution du vanadium et à l'accumulation d'une couche de surface hybride organique-vanadium, qui présente une signature électrochimique originale. La cyclabilité devient intrinsèquement meilleure quand la taille des cristallites augmente, avec un optimum obtenu pour 580ʿC
This work, dealing with the study of Li1,2V3O8 as positive electrode for lithium batteries, aims to understand and characterize the factors responsible for the differences in electrochemical performance of compounds prepared at different temperatures. Many characterization techniques have been performed, such as analysis of the X-ray diffraction lines profiles, X-ray absorption, X photoelectrons, potential step spectroscopies, cycling in different conditions and chemical analysis of dissolved species. We have shown that the capacity fading upon cycling of the compound prepared at 350ʿC occurs during the 2. 6V two-phase transformation, through a reaction with the electrolyte leading to vanadium dissolution and accumulation of an hybrid organic-vanadium surface layer, which displays an original electrochemical behavior. The cyclability becomes intrinsically better when the crystallite size increases, with an optimum for 580ʿC

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Lebert, Blair Wilfred. "Propriétés magnétiques des supraconducteurs non conventionnels epsilon-Fe, FeSe, et Ca2CuO2Cl2 étudiés par diffusion des rayons X et des neutrons". Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS063/document.

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La proximité omniprésente de l’ordre magnétique et supraconducteur dans les supraconducteurs non conventionnels implique l’importance de comprendre le magnétisme dans ces matériaux. Dans ce contexte, cette thèse porte sur l’étude du magnétisme dans trois supraconducteurs non conventionnels. Les excitations magnétiques dans le système d’oxychlorure de cuivre de l’élément léger Ca2CuO2Cl2 ont été étudiées en fonction du dopage et de la température en utilisant principalement la diffusion inélastique résonante aux rayons X. L’effet de la pression sur le magnétisme dans epsilon-fer et le beta-FeSe a été étudié en utilisant la spectroscopie d’émission des rayons X et la diffraction des neutrons sur poudre
The ubiquitous proximity of magnetic and superconducting order in unconventional superconductors implies the importance of understanding magnetism in these materials. In this context, this thesis concerns the study of magnetism in three unconventional superconductors. The magnetic excitations in the light element copper oxychloride system Ca2CuO2Cl2 were studied as a function of doping and temperature using primarily resonant inelastic x-ray scattering. The effect of pressure on magnetism in epsilon-iron and beta-FeSe was studied using x-ray emission spectroscopy and neutron powder diffraction

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Menut, Denis. "Contribution au développement de la ligne MARS pour l’analyse au rayonnement synchrotron d’aciers à dispersion d’oxydes irradiés aux neutrons : évolution des phases secondaires sous irradiation". Caen, 2016. http://www.theses.fr/2016CAEN2020.

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La Diffraction des Rayons X couplée à la Spectroscopie d’Absorption des rayons X sur la ligne MARS du synchrotron SOLEIL sont mises en œuvre pour l’étude des évolutions microstructurales des phases oxydes présentes dans les aciers ODS irradiés en réacteur. Deux nuances d’acier ODS d’ancienne génération (DY et MA957) irradiées jusqu’à de fortes fluences (~75 dpa) aux neutrons ont pu être étudiées. Ces expériences ont nécessité un développement spécifique de la ligne MARS, notamment d’un porte-échantillon, permettant de franchir une étape majeure du point de vue des outils de caractérisation nucléarisés au CEA. Ainsi, la DRX apporte des résultats originaux sur la nature cristallographique et les microstructures des phases précipitées de taille intermédiaire (autour de 100 nm), les phases nanoprécipitées (entre 1 et 10 nm) ne pouvant être observables dans ces conditions d’analyse (matériaux et configuration expérimentale). Par ailleurs, la SAX ne peut être discriminante lorsque l’élément sonde entre dans la composition de différentes phases précipitées. Néanmoins, la stabilité de la coordinance 5 du Ti est démontrée, quelles que soient les conditions d’irradiation. L’étude expérimentale n’accédant pas aux précipités nanométriques, l’alternative est la simulation numérique du comportement sous irradiation des oxydes d’intérêts, confrontée à des observation d’oxydes massifs irradiés aux ions : dans ces conditions, la structure fluorine lacunaire est une phase intermédiaire de la transition cristal-amorphe de la structure pyrochlore quelles que soient les conditions d’irradiation et le rapport des rayons cationiques, la coordinance du Ti tendant vers 5 dans l’état amorphe
X-Ray Diffraction coupled with X-ray Absorption Fine Structure analyses at the MARS beamline of the synchrotron SOLEIL facility were used to study the microstructural evolution of oxides phases found in ODS steels irradiated in Material Testing Reactors. Two hold generations of ODS steel grades (DY and MA957) irradiated up to high fluencies (~75 dpa) were studied. These experiments have required specific developments, in particular a dedicated sample holder. An important milestone was overcome integrating the MARS beamline to the nuclearized facilities accessible for CEA. First, XRD analysis provide new results concerning intermediate sizes of precipitates (around 100 nm) essentially from crystallographic point of view, the nano-sized oxides (from 1 to 10 nm) being not detected, due to the material itself, sample preparation as thin foil and experimental set-up calibration. Secondly, XAFS analysis is not a discriminating technique as soon as the absorber atom is involved in the chemical composition of various precipitates found in ODS. Nevertheless, the stability of the Ti with a coordination number of 5 is evidenced whatever the irradiation conditions. As our experimental study was not able to detect the nano-sized oxides, an alternative way is to perform modeling approach of the behavior of massive oxides under irradiation, compared to experimental analyses under ion irradiations. We have shown that the defect-fluorite is an intermediate phase of the crystal-to-amorphous phase transition of the pyrochlore oxide structure, whatever the irradiation conditions and the ratio of the cationic radii, the Ti coordination number remaining around 5 in the amorphous state

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Liu, Qiang. "Synthesis, characterization and investigation on the magnetic and electronic structure of strontium iron oxides". Thesis, Bordeaux 1, 2013. http://www.theses.fr/2013BOR14772/document.

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Les diverses perovskites de strontium-fer présentent de très fortes corrélations entre la structurecristalline et les phénomènes d’ordre de lacunes d’oxygènes, de charge, de spin et d’orbitales. Danscette thèse, nous avons réalisé une étude systématique des relations entre les ordres de charges etles ordres de spins selon les différents environnements cristallographiques rencontrés pour lescations Fe3+ et Fe4+ dans la phase Sr4Fe4O11, pour le cation Fe3+ dans les phases Sr3Fe2O6 et Sr2Fe2O10et pour le cation Fe2+ dans la phase SrFeO2. Les synthèses des phases polycristallines furent réaliséesvia des voies « solide » ou « sol-gel » en complément de la synthèse de cristaux préparés à l’aide d’unfour à image à fusion de zone verticale pour les phases Sr4Fe4O11 et Sr2Fe2O10. La qualité cristalline etchimique des oxydes fut contrôlée par diffraction de rayons X sur poudre et spectroscopieMössbauer alors que l’étude de la structure électronique de chaque phase a été réalisée à l’aide despectroscopie d’absorption de rayons X. Finalement, les structures magnétiques des phases Sr3Fe2O6et Sr4Fe4O11 sont aussi présentées
The relationship of the crystallographic, magnetic, and electronic structure have long been of highinterest in research. Strontium iron oxides have structural, charge, spin, and orbital degrees offreedom, and thus give rich information to study for the condensed matter scientists. In this thesis,we have systematically studied the strontium iron oxides based on the freedom of the iron charge:Fe3+ and Fe4+ mixed valence compound SrFeO2,75 , Fe3+ compound Sr3Fe2O6 and SrFeO2,5 with differentcoordination around Fe3+ and Fe2+ compound SrFeO2. The synthesis of the polycrystalline compoundsare through either solid state reaction or sol-gel method. Single crystals of SrFeO2,75 and SrFeO2,5have been prepared by floating zone furnace. The purity of all the compounds is checked by lab x-raydiffraction and Mössbauer spectroscopy. Electronic structures have been studied by x-ray absorptionspectroscopy for all these compounds. Special efforts have been used to investigate the magneticstructure of SrFeO2,75 and Sr3Fe2O6

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Lebert, Blair Wilfred. "Propriétés magnétiques des supraconducteurs non conventionnels epsilon-Fe, FeSe, et Ca2CuO2Cl2 étudiés par diffusion des rayons X et des neutrons". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS063.

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La proximité omniprésente de l’ordre magnétique et supraconducteur dans les supraconducteurs non conventionnels implique l’importance de comprendre le magnétisme dans ces matériaux. Dans ce contexte, cette thèse porte sur l’étude du magnétisme dans trois supraconducteurs non conventionnels. Les excitations magnétiques dans le système d’oxychlorure de cuivre de l’élément léger Ca2CuO2Cl2 ont été étudiées en fonction du dopage et de la température en utilisant principalement la diffusion inélastique résonante aux rayons X. L’effet de la pression sur le magnétisme dans epsilon-fer et le beta-FeSe a été étudié en utilisant la spectroscopie d’émission des rayons X et la diffraction des neutrons sur poudre
The ubiquitous proximity of magnetic and superconducting order in unconventional superconductors implies the importance of understanding magnetism in these materials. In this context, this thesis concerns the study of magnetism in three unconventional superconductors. The magnetic excitations in the light element copper oxychloride system Ca2CuO2Cl2 were studied as a function of doping and temperature using primarily resonant inelastic x-ray scattering. The effect of pressure on magnetism in epsilon-iron and beta-FeSe was studied using x-ray emission spectroscopy and neutron powder diffraction

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Roisnel, Thierry. "Etude par spectroscopie de rayons X de quelques composés d'intercalation graphitique d'halogénures métalliques". Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376182211.

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Donon, Jeremy. "Caractérisation de paires d’ions par spectroscopies IR, UV et rayons X, interprétées par calculs de chimie quantique". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASS106.

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Les paires d'ions sont omniprésentes dans la nature, depuis l'eau de mer, les aérosols, jusqu'aux organismes vivants. Elles influencent les propriétés des solutions concentrées en ions, et jouent ainsi un rôle majeur dans divers réactions chimiques et processus biologiques. Cependant, la caractérisation des paires d’ions se heurte à une double difficulté : d'une part, plusieurs types de paires coexistent, et d'autre part, ce sont des espèces transitoires en solution. Dans ce contexte, ce travail présente plusieurs études menées selon trois axes de recherche principaux grâce à une approche originale en phase gazeuse, puis en solution. Le premier axe consiste à étudier les effets du champ électrique produit par la paire d’ions sur la spectroscopie d’un chromophore UV en phase gazeuse (effets Stark). Les groupes ioniques sont capables de produire un champ électrique suffisamment élevé pour induire des effets Stark électroniques significatifs sur un chromophore UV situé à proximité. Cette étude est menée sur des systèmes modèles de formule générale (C₆H₅-(CH₂)n₋COO⁻,M⁺) avec M = Li, Na, K, Rb, Cs et n = 1-3, permettant de faire varier le champ électrique ressenti par le chromophore UV. Ces différents systèmes sont étudiés en phase gazeuse par spectroscopie UV combinée à des calculs de chimie quantique, ainsi que par des expériences de spectroscopie IR sélective en conformation. Grâce à cette approche, des attributions conformationnelles précises peuvent être proposées pour des transitions électroniques séparées de quelques cm-1, sur la base de l’analyse des effets Stark observés sur le spectre UV, sans recourir à la spectroscopie IR, ni aux calculs de fréquences. Il s’agit ensuite de comprendre les effets d’environnement sur les paires d’ions par des expériences de microsolvatation en phase gazeuse. La paire d’ions d’acétate de sodium [CH₃-COO⁻,Na⁺] est étudiée pour la première fois dans un complexe trimère avec le p-xylène par spectroscopie IR. Des expériences de microhydratation sont ensuite réalisées sur des paires d’ions chargées ([CH₃-COO⁻,M²⁺] ; M = Ca, Ba), mettant en évidence deux comportements différents en fonction de la nature du dication. Les différentes expériences montrent que la signature IR du groupement carboxylate est sensible à son environnement proche, mais également à l’environnement du cation qui lui est apparié. Le dernier axe consiste à détecter et identifier les structures formées par les ions dans les solutions électrolytiques par spectroscopies IR et RX. Une première analyse est effectuée sur des solutions électrolytiques ([CH₃-COO⁻,M⁺] ; M = Li, Na et K) par spectroscopie IR-TF en variant la concentration en ions. Une étude théorique est ensuite réalisée dans l’objectif de proposer un spectre théorique pour chaque type de paires, et de les confronter aux spectres expérimentaux en solution. L’approche repose sur le calcul de la signature IR de paires ([CH₃-COO⁻,M⁺] ; M = Li, Na, K, Rb et Cs) et de l’anion libre, entourés successivement de molécules d’eau explicites décrites au niveau chimie quantique, puis au niveau champ de force et enfin par un modèle de solvant continu. Pour chaque type de paires, des familles spectroscopiques compatibles avec les données expérimentales sont identifiées. Cette approche originale ouvre la voie vers l’identification des structures supramoléculaires dans les solutions électrolytiques. Enfin, la première expérience FZRET en micro-jet liquide est réalisée sur une solution d’acétate de potassium, donnant accès à une mesure de la distribution des distances entre cations et anions appariés. Au cours de ces études, différentes méthodes sont employées allant de l’expérience à la théorie, de la phase gazeuse à la solution. Cette thèse illustre la nécessité de combiner plusieurs méthodes afin d’obtenir des données complémentaires permettant une meilleure caractérisation de l’organisation supramoléculaire des ions et de leur environnement
Ion pairs are ubiquitous in nature, from sea water, aerosols, to living organisms. They influence the properties of concentrated ion solutions, and thus play a crucial role in various chemical reactions and biological processes. However, the characterization of ion pairs faces some difficulties: on one hand, several types of pairs coexist, and on the other hand, they are transient species in solution. In this context, this work presents several studies carried out according to three main research studies, backed by an original approach in the gas phase, and then in solution. Firstly, the effects of the electric field produced by the ion pair on the UV spectroscopy of a chromophore in gas phase (Stark effects) are studied. The ion groups can produce an electric field high enough to induce significant electronic Stark effects on a nearby UV chromophore. This study is conducted on model systems (C₆H₅-(CH₂)n-COO⁻,M⁺) with M = Li, Na, K, Rb, Cs and n = 1-3, allowing to vary the electric field experienced by the UV chromophore. These different systems are studied in the gas phase by UV spectroscopy combined with quantum chemistry calculations, as well as by conformation selective IR spectroscopy. Based on the analysis of the electronic Stark effects, precise conformational assignments can be proposed for electronic transitions separated by a few cm-1, without resorting to IR spectroscopy, or frequency calculations. The next study is focused mainly on understanding the environmental effects on ion pairs by microsolvation experiments in gas phase. The pair of sodium acetate ions [CH₃-COO⁻,Na⁺] is studied for the first time in a trimer complex with p-xylene by IR spectroscopy. Microhydration experiments are then carried out on charged ion pairs ([CH₃-COO⁻,M²⁺]; M = Ca, Ba), highlighting two different behaviours depending on the nature of the cation. The final research is to detect and identify the structures formed by the ions in electrolytic solutions by IR and RX spectroscopy. The first experiment is carried out on electrolytic solutions ([CH₃-COO⁻,M⁺]; M = Li, Na and K) by TF-IR spectroscopy by varying the ion concentration. A theoretical study is then carried out in order to propose a theoretical spectrum for each type of pair, and to confront them with experimental spectra in solution. The approach is based on the calculation of the IR signature of pairs ([CH₃-COO⁻,M⁺]; M = Li, Na, K, Rb and Cs) and free anion in solution, where the first solvation layer were described at the quantum level, followed by a solvent continuum. For each type of pair, spectroscopic families, consistent with the experimental data, are identified. This original approach paves way to the identification of supramolecular structures in electrolytic solutions. Finally, the first FZRET experiment in liquid micro-jet is carried out on a potassium acetate solution, providing access to a measurement of the distance distribution between cations and paired anions.In these studies, different methods are used ranging from experiment to theory, from the gas phase to solution. This work illustrates the need to combine several methods in order to obtain additional data and allow a better characterization of the supramolecular organisation of ions and their environment

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Manuel, Damien. "Etude expérimentale et théorique de l'impact des vibrations sur la spectroscopie d'absorption des rayons x". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066318.

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Ce travail de thèse a pour objectif l'amélioration et le développement de méthodes de prise en compte des vibrations atomiques dans les calculs ab initio de spectres d'absorption des rayons X, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) en ondes planes avec pseudo-potentiels. Des spectres expérimentaux au seuil K de l'aluminium dans le corindon et le béryl ont été mesurés pour des températures allant de 300 à 930K, dans le but d'observer l'impact des vibrations thermiques sur les structures spectrales. Des modèles théoriques ont été développés pour essayer, par le calcul numérique, de rendre compte des effets expérimentaux, notamment au niveau du pré-seuil. Le problème connexe du core level shift a également été étudié sur la sillimanite, l'andalousite et le germanate de potassium, en rapport avec la simulation numérique par DFT. Ce phénomène intervient lorsque, dans un matériau cristallin, deux ou plus atomes d'un même type sont présents dans des sites non-équivalents
The purpose of this Ph. D. Work is to improve and expand the way atomic vibrations are taken into account in ab initio X-ray absorption spectra calculations, in the scope of density functional theory (DFT), in the plane wave formalism and by means of pseudo-potentials. Experimental spectra at the Al K-edge in corundum and beryl were recorded for temperature in the 300K-930K range in order to investigate the impact of thermal vibrations on spectral structures. Theoretical models were developed with the aim of numerically reproduce experimental structures, especially in the pre-edge region. Core level shifts, a related phenomenon, was studied on sillimanite, andalusite and potassium germanate, in regard with numerical simulations with DFT. This phenomenon appears when, in a crystalline sample, two or more atoms of a same type are placed in un-equivalent crystallographic sites

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Mesquita, Alexandre. "Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos Pb1-xRxZr0,40Ti0,60O3 (R = Ba, La)". Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1103/document.

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Les principaux objectifs de cette thèse de doctorat ont été de réaliser la synthèse et la caractérisation structurale et dieléctrique des échantillons céramiques ferroélectriques appartenants au système Pb1-xRxZr0,40Ti0,60O3 avec R = Ba et La et x entre 0,00 à 0,50. Ce système a été choisi car il est un matériel ferroélectrique qui a des propriétés physiques intéressantes, comme haute constante diélectrique et piézo-électrique, ce qui les rend candidats potentiels pour des applications telles que les condensateurs à haute densité d'énergie et les actionneurs. Afin d'évaluer le comportement relaxor, les études ont été effectuées avec la variation de la composition, du type de dopage (par des atomes de la même ou différente valence – La ou Ba) et de la taille des particules de céramique, dès l'échelle micrométrique à l'échelle nanométrique. Les échantillons céramiques micrométriques ont été préparées par la méthode de réaction de l'état solide et la frittage dans un four électrique conventionnel. Les données fournies par la technique de diffraction des rayons X de cettes échantillons ont montré une transition de une phase tétragonal pour une phase cubique avec l'augmentation de la concentration de cations substituants. Ces changements ont été attribués à une diminution de distorsion dans le maille cristallographique en raison de l'apparition de défauts causés par l'incorporation de dopage. Les mesures électriques ont été obtenues par spectroscopie d'impédance et ont montré un comportement électrique relaxor à partir de compositions avec plus de 12% at. La et de 30% at. Ba pour les systèmes PLZT et PBZT, respectivement. Les mesures électriques de l'échantillon avec 12%, 13% et 14% at. La et 30% at. Ba présentent un comportement qui, selon la littérature, est liée à une transition de phase spontanée d'un comportement relaxor et au comportement d'un matérial ferroélectrique normal. La technique de diffraction des rayons X a également été utilisé pour surveiller le processus de transition de phase en fonction de la température pour échantillons PLZT et PBZT. Il est possible de voir le changement de structure tétragonal de groupe d'espace P4mm en structure cubique de groupe d'espace Pm-3m. En ce qui concerne la structure locale, nous avons effectué des mesures expérimentales avec la technique de spectroscopie d'absorption des rayons X dans le spectre XANES aux seuils d'absorption de différents éléments pour les échantillons PLZT et PBZT. Dans les cas de seuil d'absorption K du titane, l'intégration de La et Ba atomes de la structure du PZT entraîne une diminution dans le désordre local dans le octaèdre TiO6, vérifié par la réduction du déplacement statique de atome Ti au centre de l'octaèdre TiO6. Cette évolution est plus faible pour les échantillons que montrent le comportement relaxor. Les spectres d'absorption EXAFS au seuil LIII du plomb et seuil K du zirconium ont été effectués aussi et ces mesures indiquent que la structure locale autour des atomes de plomb ou de zirconium est également affectée par l'introduction des atomes de La et Ba dans la structure. Le comportement relaxor a été aussi étudié en fonction de la taille de grain dans une échelle nanométrique. Ainsi les échantillons de compostions PZT, PLZT11 et PBZT10 ont eté préparés en utilisant la méthode de synthèse chimique de polymères précurseurs et le processus de frittage par spark plasma. La caractérisation de ces échantillons par diffraction de rayons X montrent que les paramétres de maille réduisent en comparison avec les échantillons de même composition et taille de grain micrométrique. Pour l'échantillon de composition PLZT11, il est possible de constater le comportement relaxor par les mesures de la constante dieléctrique en fonction de la température. Les changements quand la taille de grain est dans une échelle nanométrique sont attribués à la limitation des frontières de grains, qui provoquent un systéme de tension, responsable de la diminuition des paramétres de maille, et provoquent l'apparition de domaines ferroélectriques nanométriques
The main objectives of this doctoral thesis were the synthesis and structural characterization of Pb1-xRxZr0.40Ti0.60O3 ferroelectric ceramic samples, with R = Ba and La and x between 0.00 to 0.50. This system was chosen because its interesting physical properties such as high dielectric and piezoelectric constant. These characteristics make it potential candidate for applications such as capacitors in high energy density and actuators. To evaluate the relaxor behavior, the studies were carried out with the change in the composition, type of doping (by atoms of the same or different valence – La or Ba) and the particle size of ceramics, from the micrometer to nanometer scale. Micrometric ceramic samples are prepared by the method of reaction of solid state and sintering in a conventional furnace. The characterization with X-ray diffraction technique of these samples showed a transition from tetragonal phase to a cubic phase with increase of the dopping cation concentration. These changes have been attributed to the appearance of defects caused by the incorporation of La or Ba cations. Electrical measurements were obtained by impedance spectroscopy and showed a electric relaxor behavior from compositions with more than 12 at. % of La and the 30 at. % of Ba for PLZT and PBZT systems, respectively. These measurements for the samples with 12 at. %, 13 at. % and 14 at. % of La and 30 at. % of Ba exhibit a behavior that, according to the literature, is related to a spontaneous phase transition from a relaxor behavior to a normal ferroelectric behsvior. The technique of X-ray diffraction also been used to monitor the phse transition phase as a function of the temperature for PLZT and PBZT samples. It is possible to note the change in a tetragonal structure with P4mm space group to a cubic structure with Pm-3m space group. Concerning the local structure, XANES spectra in the absorption edge of various elements in PLZT and PBZT samples were performed. In the cases of Ti K-edge absorption, the dopping of La and Ba atoms in the PZT structure leads to a decrease of the local disorder in the TiO6 octahedron and it is verified the reduction of static displacement of Ti atom in the center of the TiO6 octahedron. This displacement is lower for samples that show relaxor behavior. The EXAFS measurements in Pb LIII-edge and Zr K-edge were performed and also indicate that local structure around lead or zirconium atoms is also affected by the introduction of La and Ba atoms in the PZT structure. The relaxor behavior was also studied depending on the size of particle size in a nanometer scale. Thus samples PZT, PLZT11 and PBZT10 compositions were prepared using the synthesis method of precursor polymers and the process of sintering by spark plasma. Characterization of these samples by X-ray diffraction shows that the lattice parameters are reduced in comparison with samples of the same composition and micrometer particle size. For PLZT11 composition, it is possible to observe a relaxor behavior by measurement of the dielectric permittivity as a function of the temperature. These changes when the grain size is in a nanoscale are attributed to the grain boundaries, that are responsible for the decrease in the lattice parameters and the appearance of ferroelectric nanodomains

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Aubin, Marlène. "Révéler la chimie des préparations antiques, à usage cosmétique ou médical, impliquant des sels de métaux lourds". Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066479/document.

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Dès l'Antiquité, les oculistes, médecins spécialisés dans le soin des yeux, utilisaient des médicaments solides sophistiqués appelés collyres. Ils étaient composés de substances minérales, végétales et animales. Ce travail résulte d'une collaboration interdisciplinaire destinée à préciser la composition chimique et les structures des phases inorganiques ainsi que les procédés de fabrication de ces collyres. Les techniques analytiques mises en œuvre sont la spectroscopie Raman, la spectrométrie de fluorescence des rayons X (XRF) et la diffraction des rayons X (XRD). L'étude de la stabilité de réplicas à base de sels métalliques (plomb, zinc, cuivre, fer), fréquemment mentionnés dans les textes antiques, a permis de préciser les phases initialement présentes dans ces médicaments. Quatre collections de collyres archéologiques (Musée Gallo-Romain de Lyon, Musée d'Archéologie Nationale, Cabinet des Médailles de la BnF, Musée Atestino d'Este) ont été étudiées sur site au moyen d'instruments portables. Une méthodologie, combinant les résultats obtenus par XRF et par XRD, a été développée afin d'obtenir les proportions entre les phases inorganiques présentes. Les compositions obtenues par analyses physico-chimiques ont ainsi été comparées aux compositions décrites dans les textes anciens et, pour la première fois, des liens entre les deux ont été établis
In the Antiquity, oculists (eye care specialised physicians) mixed mineral, vegetal and animal substances to prepare elaborate solid medicines termed collyria. In an interdisciplinary work, we investigated the chemical composition, the inorganic phases structure and the manufacturing process of such collyria. The implemented analytical techniques were Raman spectroscopy, X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD). The stability of metallic salts based replicas prepared according to ancient texts recipes was studied in order to identify the pristine phases. Four collections of archaeological collyria (Musée Gallo-Romain de Lyon, Musée d’Archéologie Nationale, Cabinet des Médailles de la BnF, Musée Atestino d’Este) were studied on site, using portable devices. A methodology combining XRF and XRD results was developed to quantify the inorganic phases distribution. For the first time, a straight relationship was established between compositions obtained by physico-chemical analysis and ancient recipes

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Polovinkin, Vitaly. "Utilisation des amphipols pour les études de spectroscopie Raman exaltée de surface et de cristallographie aux rayons X appliquées aux protéines membranaires". Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY069.

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Les amphipoles (APols) sont devenus des outils importants pour la stabilisation, le repliement, et les études structurales et fonctionnelles in vitro des protéines membranaires (MPs). Les MPs sont les unités fonctionnelles des biomembranes et représentent environ un tiers des protéines qui sont codées par le génome. La première partie de mon travail est dédiée à la cristallisation de MPs piégée par des APol. La cristallisation directe de protéines solubilisées en APol sera d'une grande importance pour la biologie structurale. Cependant, malgré des efforts considérables, il n'est pas certain que les complexes MP/APol peuvent être utilisés pour former des cristaux bien ordonnés utilisables en cristallographie des rayons X. Le premier objectif de cette thèse est de montrer que les MPs piégées par des APol peuvent être cristallisées in meso. Pour faire cela, nous avons utilisé des bicouches amphiliques interconnectées qui sont ajustables pour certaines MPs. Cette méthode a été récemment développée dans notre laboratoire. Nous avons utilisé la bactériorhodopsin (BR) piégée avec APol A8-35 comme système modèle pour nos études cristallographiques. Le premier cristal obtenu diffractait à 3 Å, alors qu'une nouvelle méthode de cristallisation en nanovolume, exploitant des précipitants secs, améliore les pics de diffraction aux rayons X observés jusqu'a 2 Å. La structure de BR a été résolue à 2 Å et s'est révélée identique aux autre structures obtenues précédemment à partir de protéine solubilisée en détergents. Nous suggérons que le protocole proposé, de cristallisation in meso, est applicable aux MPs solubilisées avec des APols.La deuxième partie est liée aux applications des APols pour les études de MPs à l'aide de spectroscopie Raman exaltée de surface (SERS). La spectroscopie SERS a énormément évolué depuis sa découverte en 1970. C'est un outil analytique puissant pour sélectionner les molécules qui adsorbent sur des nanoparticules et des nanostructures à base de métaux nobles, possiblement au niveau de la molécule unique. Malheureusement les études de MPs sont loin de l'application courante du SERS à cause de la difficulté résultante de la nature amphiphilique des MPs. La capacité des APols à piéger les MPs et de les garder solubles, stables et fonctionnelles ouvre la voie pour des applications extrêmement intéressantes des études SERS, éventuellement au niveau de la molécule unique. De plus, le deuxième objectif de ce travail de thèse était de démontrer la faisabilité de l'utilisation de SERS avec des MPs piégées par des APols. Le même modèle (BR/A8-35) a été utilisé pour les études cristallographiques et pour les agrégats de NP d'argent. Cette tâche a été réalisée a un niveau suffisant pour commencer des études de MPs avec la méthode SERS.Le premier chapitre de cette thèse commence avec des informations générales à propos de l'importance des études de MPs et les problèmes inhérents à leur manipulation. Plus loin dans le chapitre, un bref résumé des APols, de leurs propriétés et leurs applications est présenté. La majeure partie de l'introduction est dédiée aux points importants des différentes approches de cristallisation de MPs et de spectroscopie Raman, en particulier SERS spectroscopie, et leurs applications aux protéines. La fin de la partie “Introduction” présente les conclusions à propos des applications des APols pour les études de cristallographie aux rayons X et pour les études de spectroscopie SERS sur les MPs, définissant les objectifs principaux pour ce travail. Le chapitre “Materials and methods” consiste en une description détaillée des matériels et des protocoles utilisés dans cette étude. Le résultat des études de cristallisation et de SERS et leurs interprétations sont présentés comme deux différentes parties dans le dernier chapitre “Results and discussions”. Le chapitre “Conclusions and perspectives est présent dans chaque partie
Amphipols (APols) have become important tools for the stabilization, folding, and in vitro structural and functional studies of membrane proteins (MPs). MPs are the main functional units of biomembranes and represent roughly one-third of the proteins encoded in the genome. The first part of my work was dedicated to crystallization of a MP trapped by APol. Direct crystallization of MPs solubilized in APols would be of high importance for structural biology. However, despite considerable efforts, it is still not clear whether MP/APol complexes can be used to form well-ordered crystals suitable for X-ray crystallography. The first major goal of this PhD thesis work was to show that APol-trapped MP can be crystallized in meso. To perform it we utilized special, flexibly adjustable for a certain MP, interconnected amphiphilic bilayers (IAB) approach which has been recently developed in our laboratory. We used bacteriorhodopsin (BR) trapped with APol A8-35 as a model system for our crystallization studies. The first obtained crystals diffracted to 3 Å, while a new developed type of high throughput nanovolume crystallization, exploiting dry precipitants, shifted the observed X ray diffraction peaks beyond 2 Å. The structure of BR was solved to 2 Å and found to be indistinguishable from previous structures obtained with a detergent-solubilized protein. We suggest that the proposed protocol of in meso crystallization is generally applicable to APol-trapped MPs.The second, to a certain extent, complementary part of the present work was related to application of APols to the surface-enhanced Raman scattering (SERS) studies of MPs. SERS spectroscopy has been developed dramatically since its discovery in the 1970s. It is a powerful analytical tool for selective sensing of molecules adsorbed onto noble metal nanoparticles (NPs) and nanostructures, including at the single molecule (SM) level. Unfortunately, MPs studies are far away from the main stream of SERS applications due to the great handling difficulties resulting from the amphiphilic nature of MPs. The ability of APols to trap MPs and keep them soluble, stable and functional opens the way for highly interesting applications of SERS studies, possibly at the SM level. Thus, the second goal of this PhD thesis work was to prove our concept of feasibility of SERS with MPs trapped by APols. Using the same as in the crystallization studies model BR/A8-35 complexes and silver NP aggregates, the task was fulfilled to a degree enough to start with the SERS studies of MPs.The first chapter of the PhD thesis begins with general information about the importance of MP studies and the problems with their handling. Further in this chapter, a brief overview of APols, their properties and applications is presented. The largest part of the “Introduction” is dedicated to main points of different MP crystallization approaches and Raman spectroscopy, in particular SERS spectroscopy, and their applications to proteins. The end of the “Introduction” part presents the conclusions about APol application for X-ray crystallography and SERS spectroscopy studies of MPs, setting the main goals for the present work. The “Materials and methods” chapter consists of detailed description of the materials and protocols used in this study. The results of crystallization and SERS studies and their interpretations are presented as two different parts in the last “Results and discussions” chapter. The “Conclusions and perspectives” sections accompany each of these parts

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Kodjo, Charles Guillaume. "Détermination structurale d'une série de 3,4,5-triméthoxy N-salicylidène anilines par diffraction des rayons X et spectrométries". Aix-Marseille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997AIX11011.

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Les salicylideneanilines constituent une classe particuliere de composes organiques pouvant presenter des proprietes de thermochromie et/ou de photochromie. Le travail, presente dans ce memoire, est une contribution a l'etude de l'influence des interactions intermoleculaires sur ces proprietes de changement reversible de couleur avec la temperature ou apres absorption de photons. Nous nous sommes interesses a une serie de salicylidenes ayant un meme fragment 3,4,5-trimethoxyaniline. La substitution d'un autre groupement methoxy sur le cycle salicylidene et son deplacement systematique nous a permis d'obtenir une serie originale d'isomeres de position. Les spectroscopies rmn #1h et ir-tf ont ete necessaire pour caracteriser toutes les molecules etudiees et l'analyse par uv-visible indique qu'aucun de ces composes ne presente la propriete de photochromie a l'etat solide. L'etude par diffraction des rayons x sur monocristal permet d'obtenir l'organisation tridimensionnelle de chaque structure. L'analyse de toutes les interactions intermoleculaires etayee par des calculs theoriques revele clairement une predisposition structurale de ces composes pour la thermochromie. L'analyse de l'hemihydrate qui constitue le compose 5 nous a permis d'aborder le probleme de l'hydratation de ces composes a l'etat solide

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Roisnel, Thierry. "Etude par spectroscopie d'absorption de rayons X de quelques composés d'intercalation graphitique d'halogénures métalliques". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 1988. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621239.

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Etude structural de l'arrangement d'espèces insérées dans le graphite par EXAFS. Cette technique, parfaitement adaptée à l'étude de composés non cristallins, permet d'obtenir des informations structurales locales autour d'un atome donné. L'étude réalisée sur les CIG : MCl₂ (M = Ni, Co) a permis de révéler la présence d'une distorsion des octaèdres MCl⁶ au sein du réseau graphitique. La structure du composé d'intercalation de SnF₄ a été déterminée par diffraction X, EXAFS et spectroscopie Mössbauer. Une transition de phase au voisinage de 150 K a été mise en évidence. Enfin, de nouveaux GIG à base de fluorures de chrome et de vanadium ont été synthétisés et ont fait l'objet d'une étude par spectroscopie d'absorption X (EXAFS + XANES).

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Gabison, Laure. "Etude du mécanisme de l'urate oxydase par diffraction des rayons X et spectroscopie RPE". Paris 5, 2009. http://www.theses.fr/2009PA05P610.

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L'urate oxydase est une enzyme-clé de la voie de dégradation des purines. Cette protéine, dépourvue de cofacteur (organique ou métallique), dégrade en présence d'oxygène moléculaire l'urate (mono-anion de l'acide urique) en 5-hydroxyisourate avec formation de peroxyde d'hydrogène. Le 5-hydroxyisourate conduit finalement à l'allantoïne, spontanément, ou via deux protéines spécifiques. Ce mécanisme enzymatique, étudié depuis le début du XXeme siècle, n'a cependant toujours pas été complètement élucidé. L'utilisation de la diffraction des rayons X et la spectroscopie RPE permettent d'apporter un nouvel éclairage sur le mécanisme de l'urate oxydase. La spectroscopie RPE met en évidence le caractère radicalaire du mécanisme et amène à proposer l'état électronique de certains intermédiaires. Les études tridimensionnelles par diffraction des rayons X des complexes enzyme-inhibiteur à haute résolution, suggèrent une déprotonation de l'urate lors de la première étape du mécanisme, pour donner un intermédiaire di-déprotoné sur les atomes N3 et N7 de l'acide urique. Les différentes approches pour bloquer le substrat naturel dans le site actif, ont confirmé cet état de déprotonation, et ont également permis de proposer le dehydrourate comme intermédiaire réactionnel stable. Finalement les différentes tentatives infructueuses pour détecter l'intermédiaire hypothétique 5-hydroperoxyisourate, mis en avant dans la littérature, ont conduit à formuler l'hypothèse soit un passage direct de l'urate radicalaire au dehydrourate, soit un passage indirect via le 4-hydroperoxyisourate. Le dehydrourate est ensuite hydroxylé et libéré du site actif. A partir de l’ensemble de ces résultats, deux nouvelles alternatives du mécanisme sont suggérées
Urate oxidase is a key enzyme of the purine degradation pathway. This protein work without cofactor (metallic nor organic) and catalyse in presence of molecular oxygen, the degradation of urate (uric acid mono-anion) into 5-hydroxyisourate with release of hydrogen peroxide. 5-hydroxyisourate finally decomposes spontaneously or via two specific proteins to allantoïne. Urate oxidase mechanism is studied since the beginning of the century and it still remains nottotally understood. X-Ray diffraction and EPR spectroscopy allow bringing new lighting on urate oxidas mechanism. EPR spectroscopy shows the radical character of the mechanism and brings to propose the electronic state of some intermediate. Tridimensional studies by x-ray diffraction of high resolution inhibitor-enzyme complexes suggest urate déprotonation for the first step of the mechanism to give di-deprotonated intermediate on N3 and N7 atoms of uric acid. Several approach to block the natural substrate in the active site confirm deprotonated state and also permit to propose dehydrourate as stable relational intermediate. Finally different fruitless attempts to detect the hypothetic 5-hydroperoxyisourate intermediate from literature drove to formulate hypothesis of a direct passage to dehydrourate or generation of 4-hydroperoxyisourate. Dehydrourate is the hydroxyled and un-complexe from the active site. From all the result two news alternative mechanism were suggested

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Ramond, Céline. "Probing the femtosecond dynamics of laser-cluster interaction via X-ray and electron spectroscopy : = Sonder la dynamique sub picoseconde de l'interaction laser agrégats par spectroscopie X et d'électrons énergétiques". Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066272.

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Ce travail de thèse a consisté en l’étude de la dynamique sub-picoseconde de l’interaction laser-agrégats d’argon par spectroscopie X et d’électrons énergétiques. Une attention particulière à été portée à la mesure précise de l’intensité seuil en éclairement laser nécessaire pour la production de lacune en couche interne. L’évolution de ce paramètre clé avec la durée d’impulsion doit en effet permettre de révéler la compétition temporelle entre les mécanismes de chauffage des électrons et l’expansion de l’agrégat. Ces mesures, réalisées pour deux longueurs d’onde du laser, 400 et 800 nm, ont permis de confirmer des résultats expérimentaux précédents: des valeurs extrêmement basses ont été trouvées, de l’ordre de 1014W/cm2, mais ici pour des durées d’impulsion supérieures à 800 fs en lumière IR et 600 fs pour le bleu. Pour cette valeur d’intensité laser, seul l’ionisation des premiers électrons des atomes d’argon est possible par effet tunnel, démontrant ainsi que la production d’Ar1+ est le processus d’allumage pour la production de rayonnement X issu de la désexcitation d’ions multichargés Arq+. Il a aussi été possible, pour la première fois, d’étudier l’influence unique de la longueur d’onde sur l’efficacité des mécanismes de chauffage des électrons. Nous avons montré que sur la gamme de durées d’impulsion étudiée, i. E. Jusqu’à 735 fs, la probabilité d’ionisation en couche interne est toujours 10 fois supérieur en IR qu’en bleu, mettant en défaut les résultats présents dans la littérature. Enfin, nous avons démontré expérimentalement une forte corrélation entre l’émission X et la partie haute énergie de la distribution énergétique des électrons
The work performed during my thesis aims to study the sub-picosecond dynamics of laser- argon cluster interaction using X-ray and energetic electron spectroscopy. One of the key parameter to reveal the temporal competition between the electron heating mechanisms and the cluster expansion is the laser intensity threshold needed to create inner-shell vacancy in cluster atoms. Its evolution with pulse duration has been measured very accurately for two wavelengths, 400 and 800 nm. For long pulse durations, typically more than 800 fs in IR light and 600 fs in blue light, this intensity threshold is a low as 1014 W/cm2, confirming previous results at 610 fs. At this laser intensity, only ionization of the least bound electrons of the argon atom is possible via tunnel effect. This demonstrates that the production of Ar1+ is the ignition process for production of K-shell vacancy in highly charged Arq+. It has also been possible to compare, for the first time, the efficiency of the electron heating mechanisms between both wavelengths (400 and 800 nm) under similar experimental conditions. The mid- IR light is found to be always 10 times more efficient than blue light to create inner-shell vacancies, whatever the pulse duration up to 635 fs. This finding is in clear disagreement with the results present in the literature, as a -6 scaling law was found. Finally, by recording electron energy distribution under the same experimental conditions than the X-ray yield, we demonstrated a strong correlation between the high energy tail of the electron distribution (for energy typically higher than the inner-shell binding energy of the argon atom) and the X-ray emission

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Kahloun, Charlie. "Etude des contraintes résiduelles par diffraction de rayons X : statistiques et déconvolution des mesures". Dijon, 1991. http://www.theses.fr/1991DIJOS008.

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La technique de détermination des contraintes par diffractométrie X connait des limitations qui sont particulièrement sensibles lors de son application aux joints soudés. Ces limitations sont principalement : 1) la texture cristallographique ; 2) la grosseur des grains dimension et répartition des phases ; 3) la nécessité d'avoir un état des contraintes macroscopiques homogène dans la zone d'analyse. Pour les joints de faibles dimensions tels ceux obtenus par soudage TIG, faisceau laser ou faisceau d'électrons, seules les deux dernières limitations posent un problème à l'expérimentateur. L'étude qui est présentée a pour but de repousser plus loin ces deux limitations en proposant un mode opératoire et un nouveau traitement numérique des mesures. C'est en considérant les déterminations de contraintes obtenues en filiation le long d'un axe comme étant un signal bruité et convolué que nous avons pu répondre aux problèmes posés. Le traitement de ce signal consiste à le modéliser pour s'affranchir du bruit de mesure, et le déconvoluer pour restituer le champ de contraintes réellement existant dans la pièce. Ce traitement a demandé une étude statistique qui a permis d'optimiser le mode opératoire en permettant à l'opérateur, à partir de critères rigoureusement établis, d'obtenir une dispersion minimum des mesures pour un temps d'analyse minimum. Le mode opératoire et le traitement des mesures ont été appliqués à titre d'exemple à des joints soudés par faisceau laser et par faisceau d'électrons.

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Do, Alexandre. "Emission X de plasmas : Spectroscopie et imagerie à haute résolution". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLX061/document.

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Resumen

Résumé : La plupart des plasmas créés en laboratoire dans des expériences relevant, par exemple, de la fusion à confinement inertiel sont des plasmas Hors Equilibre Thermodynamique Local (ETL). La modélisation de la cinétique atomique de ces plasmas est cruciale pour comprendre et diagnostiquer les propriétés radiatives de ces milieux. Il y a une forte demande pour la réalisation d’expériences de spectroscopie X dans lesquelles le plasma est caractérisé par des diagnostics indépendants. Et donc le développement de nouveaux diagnostics pour ces expériences est aussi un enjeu majeur.Dans la continuité d’une série d’expériences précédentes, on a réalisé l’étude spectroscopique de la couche K d’aluminium (Al, ZAl = 13) et de la couche L du bromure de potassium (KBr, ZK = 19, ZBr = 35). Le but est d’obtenir simultanément la mesure de l’émission X du plasma et une caractérisation la plus complète possible des paramètres hydrodynamiques du plasma émetteur. Cependant il a été difficile de reproduire ces résultats expérimentaux par les codes de simulations car les gradients de densité électronique et de température électronique étaient trop importants.Une nouvelle expérience préliminaire a été réalisée sur l’installation ELFIE sur des cibles de Z moins élevé, d’Al et de C pour montrer qu’il était possible de mieux contrôler les paramètres hydrodynamiques du plasma afin que ce dernier soit plus homogène et donc plus facile à modéliser. Suite aux résultats de cette expérience, on a pu ajuster les différentes géométries (diagnostics et cibles) afin de la reproduire sur un plasma de KBr.Dans le cadre du projet Laser MégaJoule (LMJ) des imageurs X devront observer la surface de microballons. Les résolutions à atteindre seront de l’ordre de quelques microns.On a réalisé une étude préliminaire des Lentilles à Zone de Fresnel (LZF) comme composant optique d’un nouveau microscope X à très haute résolution spatiale. On a dans un premier temps réalisé la métrologie des LZF sur des installations synchrotrons (SOLEIL, BESSY II) et laser (EQUINOX) et mesuré des résolutions inférieure à 3 µm pour un faisceau monochromatique. En ajoutant un miroir multicouche (MMC) à la LZF, on réalise une sélection spectrale de 100 eV centré sur la raie Heβ de l’aluminium (1860 eV). Ce système constitue le diagnostic Fresnel Ultra High Resolution Imager (FUHRI) a été utilisé sur l’installation LULI2000 : sa résolution a été mesurée à 3,8 µm en janvier 2015. Le diagnostic a été amélioré en 2016 par l’ajout d’une seconde voie de mesure, appelé FUHRIx2 qui permet de mesurer simultanément la taille de la zone d’émissions de deux longueurs d’onde différentes. Cette expérience est un premier pas pour montrer qu’il est possible de remonter aux paramètres hydrodynamiques grâce à la mesure à haute résolution des tailles de zones émissives des différentes raies d’un plasma.En parallèle, on a aussi testé les LZF sur le LMJ afin d’étudier leur potentiel et définir leurs conditions d’utilisation avec les restrictions d’une telle installation
Most of plasmas created in laboratories for experiments in domains such as inertial confinement fusion are non-LTE plasmas. The modeling of the atomic kinetics of these plasmas is crucial to understand the radiative properties of these environments. There is a strong demand for experiments in which the plasma is characterized by independent X-ray spectroscopy diagnostics. Thus the development of new diagnostics for these experiments is also a major stake.In line with previous experiments, we studied L-shell X-ray mission of aluminum (Al Zal = 13) and potassium bromide (KBr, ZK = 19, ZBr = 35). The goal here is to simultaneously obtain the measurement of the plasma’s X-ray emission and the most accurate characterization possible of the hydrodynamic parameters of this emitting plasma. However it has been difficult to reproduce these experimental results with simulation codes because the electron density and temperature spatial gradients were too important. A new preliminary experiment was performed on ELFIE installation for lower Z targets, Al (Z = 12) and C (Z = 6). Its aim is to show that we were able to better control the plasma’s hydrodynamic parameters in order for it to be more homogeneous and thus easier to model.Following the results of this experiment, we could adjust the various geometries (diagnostics and targets) to reproduce it on a KBr plasma.For the Laser MegaJoule project (LMJ) X-ray imagers will observe the target surfaces. The resolutions requirements will reach the order of a few microns.We conducted a preliminary study of Fresnel zone plate (FZP) as new X-ray microscope with very high spatial resolution. Metrology measurements of FZP were performed on synchrotron facilities (SOLEIL, BESSY II) and laser (EQUINOX): its resolution was measured to be less than 3 microns for a monochromatic beam. Adding a multilayer mirror (MMC) to the FZP provides a spectral selection of 100 eV centered on Heβ line of aluminum (1860 eV). This diagnostic was named Fresnel Ultra High Resolution Imager (FUHRI) and was used on luli2000 installation: we measured a 3.8 microns total resolution in January 2015. The diagnostic was upgraded in 2016 by adding a second measurement channel, so called FUHRIx2, which provides the simultaneous measurement of the size of the emission zone of two different wavelengths. This experiment is a first step to show that it is possible to measure the hydrodynamic parameters of a laser-created plasma with high-resolution measurement of this size for multiple lines.In parallel, LZF the LMJ is also tested to investigate their potential and define their terms of use with the restriction of such a facility

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Caby, Béranger. "Développement de l’analyse combinée par Réflectométrie de rayons X (XRR) et Fluorescence des rayons X en Incidence Rasante (GIXRF) pour des applications micro et nano-électroniques". Caen, 2015. http://www.theses.fr/2015CAEN2055.

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Resumen

En raison de récents développements en microélectronique, un besoin croissant de techniques alternatives de caractérisation est apparu. L’analyse combinée quantitative par réflectométrie de rayons (XRR) et Fluorescence X en incidence rasante (GIXRF) est une technique de caractérisation prometteuse. En effet, elle permet d’accéder de façon non destructive et avec une bonne résolution au profil de distribution en profondeur de composition et de densité d’échantillons multicouches. Dans la littérature, peu ou pas de travaux utilise les potentialités de cette analyse combinée. Pour accélérer le développement de cette dernière, un groupe international collaboratif a donc été mis en place afin de partager les expertises, les équipements et les logiciels d'analyse. Leurs objectifs étaient d'appréhender les méthodologies pour l'acquisition et l'analyse des mesures combinées XRR-GIXRF, mais aussi d’évaluer les principes physiques, les possibilités ainsi que les limites de cette technique. Dans ce travail, après une présentation des protocoles et logiciels d'analyse existant, les solutions mises en œuvre dans différents logiciels afin de résoudre les problèmes de quantification et de correction des effets instrumentaux sont décrites. Des applications de l’analyse combinée XRR-GIXRF sur des échantillons d'intérêt sont ensuite présentées. En particulier, via l'étude des jonctions ultra fines et diverses multicouches, les capacités qualitatives et quantitatives de profilage en profondeur de la technique sont détaillées et comparées aux techniques de caractérisation classiques. Enfin, les limites de la technique XRR-GIXRF et les perspectives possibles sont également discutées
Due to recent developments in microelectronics, new in-depth characterization techniques are needed. Combined Grazing Incidence X-ray Fluorescence (GIXRF) and X-ray Reflectivity (XRR) analysis is as a promising alternative technique. Indeed, this technique allows obtaining, in a non-destructive way, the depth-profile composition and density of multilayered samples. In the literature, only few works using the potentiality of the XRR-GIXRF technique have been reported. Therefore, in order to accelerate the development of its application in materials characterization, a collaborative international group has been set up between laboratories to share expertise, equipment and analysis software. The objective was to apprehend the methodologies for the XRR-GIXRF acquisition, measurements analysis as well as the physical principles along with the possible limitations of the technique. In this work, after a presentation of the analysis protocols and software, the solutions implemented in different software in order to handle instrumental effects and quantification problems, are discussed. Subsequently, applications of the combined XRR-GIXRF technique on samples of interest are presented. In particular, through the investigation of Ultra-Shallow junctions and various multilayers, the qualitative and quantitative depth-profiling capabilities are demonstrated and compared to classical characterization techniques. Finally, limitations of the technique and possible outlooks are discussed

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Lopez, Michel Angel. "Synthèse et caractérisation de complexes hétérobimétalliques à base de "Pacman" porphyrines". Dijon, 1990. http://www.theses.fr/1990DIJOS043.

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Ce mémoire apporte une contribution à l'étude de complexes biporphyriniques hétéro- et homobimétalliques. L'intérêt majeur du travail concerne les points suivants : 1) les modifications et les améliorations du procédé de préparation des synthons biporphyriniques de départ ; 2) la synthèse et l'étude spectroscopique d'entités biporphyriniques monométallées par l'élément cobalt ; 3) la préparation, l'étude et la caractérisation structurale d'hétérobimétalloporphyrines dont l'un des éléments métalliques est le cobalt (II), le second étant l'aluminium, le titane, le gallium ou le lutétium ; 4) l'élaboration et la caractérisation structurale de deux complexes homobimétalloporphyriniques de lutétium dont les deux atomes métalliques sont liés via deux ponts mu-hydroxo.

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Tollens, Elise. "Diffusion du rayonnement X pour la caractérisation de la rugosité superficielle : validation, analyse expérimentale et application à l'étude de matériaux utilisée en métrologie des masses". Paris, CNAM, 2008. http://www.theses.fr/2008CNAM0621.

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Elements of the vectorial scattering theory of electromagnetic waves have been exposed in this thesis, for an application to the caracterisation rough of metallic surfaces. This theory links, by way of an optical factor Wii(q), angular repartition of intensity scattered by a rough surface to its power spectral density of surface roughness (PSD). Scattering in rocking curve is compared to the theoretical optical factor, and shows an aggrement between relative intensities of the scattering wings. A shift of angular position is nethertheless noticed between these maximas. We experimentally show it is correlated to a decrease of electronic density of superficial layers of the rough material and proposose to use an effective refactive index, weighted average of refractive index of the material and that of the air, to fit better experimental scattering. This work also shows an important underestimation of the surface RMS roughness, in the only case of determination by scattering. We then propose an autocorrection method, relying on specular reflexion measurements. X –ray PSD then corrected, measured for four different surfaces (different material and different roughness) are thus compared to PSD measured from scattering at (comparison of scattering at l= 0. 154 and 633 nm). Results reveal a good aggreement, especially for the smoother surfaces. X-ray scattering is then applied to the study of rough irido-platinum (reference material used in mass metrology) obtained with differents polishing procedures. X-ray reflectometry represents here a usefull tool : the three measurements modes gathered helping to discriminate effects of the polishing on the surface or in volume
Des éléments de la théorie vectorielle de la diffusion sont développés pour une application à la caractérisation de rugosité de surfaces métalliques. Cette théorie relie, via un facteur optique, la répartition angulaire de l’intensité du rayonnement diffusé par une surface à sa densité spectrale de puissance (DSP). En mode rocking curve, le facteur optique calculé reproduit fidèlement l’intensité des deux maxima (pics de Yoneda) de l’indicatrice de diffusion. Un écart angulaire entre leurs positions théoriques et expérimentales a néanmoins été observé. Par vérification expérimentale, il a été corrélé à une diminution de la densité électronique des couches superficielles en présence de rugosité par rapport à un matériau massif. L’introduction de la notion d’indice effectif de la couche rugueuse (pondération air –matériau) permet alors de mieux approcher les mesures. Ce travail a également permis de mettre en évidence une importante sous estimation de dRMS déterminé à partir de la seule composante diffuse. Une procédure de correction autosuffisante a été mise au point (sur la base des mesures de réflexion spéculaire) puis validée par comparaison des DSP X et visibles (l = 0,1540 et 633 nm) pour quatre matériaux de différentes nature et rugosité. Les résultats ont montré un bon accord, notamment pour les échantillons les moins rugueux. Enfin, la diffusion du rayonnement X a été appliquée à l’étude de surfaces en Platine Iridié (matériau de référence pour la métrologie des masses). L’apport de la réflectométrie X s’avère alors très important puisqu’il permet en combinant trois modes d’analyse, de discriminer les effets du polissage en surface et en volume

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Wu, Meiyi. "Development of the x-ray standing waves methodology to probe the interfaces of periodic multilayers". Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS175/document.

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La qualité des interfaces dans les multicouches périodiques est essentielle au développement de miroirs réfléchissant efficacement dans les domaines des rayons X et extrême ultraviolet (X-EUV). De manière générale, la structure des interfaces dépend des possibles interdiffusion et processus chimiques aux interfaces entre couches. L'idée principale de cette thèse est d'appliquer la technique des ondes stationnaires dans le domaine X à la caractérisation de matériaux, principalement mais non exclusivement aux multicouches périodiques. Cette méthode est basée sur l'interférence de deux faisceaux de rayons X cohérents. L'interférence constructive sur un plan anti-nodal amplifie le champ électrique tandis que l'interférence destructive minimise ce dernier sur un plan nodal. Cette technique des ondes stationnaires dans le domaine X permet l'excitation (photoémission, fluorescence, ...) d'endroits spécifiques dans un empilement périodique de matériaux. De cette manière, les spectres expérimentaux ainsi obtenus sont principalement les spectres caractéristiques des atomes situés sur un plan anti-nodal. Combinée avec d'autres techniques expérimentales telles que la spectroscopie d'émission X (XES) ou la spectroscopie de photoélectrons dans le domaine X (XPS), une information sélective en profondeur, avec une sensibilité sub-nanométrique, peut être obtenue
The interfacial information of periodic multilayers can be crucial for the development of reflecting mirrors which operate in the X-ray and extreme ultraviolet (X-EUV) ranges. Such information may contain the interdiffusion and chemical process at the interfaces of the layers. The idea of this thesis is to apply the X-ray standing wave technique to the characterization of materials, mainly but not limited to the periodic multilayers. X-ray standing wave technique enables to enhance the excitation (photoemission, fluorescence etc.) of specific locations within a periodic stack. The nature of such advantage is the interference of two coherent X-ray beams. One may compare the X-ray standing waves with the mechanical standing waves. The constructive interference at the anti-nodal plane amplifies the electric field; while the destructive interference at the nodal plane minimizes the electric field. In this way, the experimental spectra obtained under standing wave field will be mostly the material located on the anti-nodal plane. Combined with other techniques such as X-ray emission spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy, a depth-selective information with a sub-nanoscale sensitivity can be obtained

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Becquart-Gallissian, Alice. "Etude par microscopie électronique et diffraction de rayons X des mécanismes de formation de l'oxyde dans les alliages argent-magnésium". Aix-Marseille 3, 2000. http://www.theses.fr/2000AIX30020.

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L'oxydation interne est un moyen idéal pour suivre une réaction de précipitation à partir des premiers stades Jusqu'à a phase oxyde. Nous avons ainsi étudié les mécanismes de formation et la morphologie de l' oxyde, précipités de MgO ou bandes d'oxydes parallèles à la surface lors de cette reaction dans les alliages Ag-Mg. Les techniques principales d'investigations ont été la microscopie electronique en Transmission Conventionnelle (METC) et Haute Résolution (METHR), Spectrométrie de pertes d'énergie des électrons (EELS), la Diffraction de rayons X la Microscope électronique à balayage (MEB) et la Spectrométrie de rayons X en dispersion d énergie (EDS). Nous avons mis en évidence, pour la première fois, l'existence de deux types de précipitation : inter et intragranulaire dans ce système. De plus, nous avons montré que le meilleur moyen d obtenir des interfaces métal/oxyde bien définies, passe par la formation de précipités cohérents et leur croissance. On obtient ainsi des précipités de forme octaédrique présentant des plans d' accolement (111) avec la matrice. L'analyse chimique par EELS montre l' existence des liaisons de type Ag-O-Mg à l'interface. .
Internal oxidation is ideal for following a precipitation reaction from its initial stages up to oxide formation. In this work, the mechanism of oxide formation and its different morphologies, MgO precipitates or inner bands parallel to the surface, have been studied in silver-magnesium binary alloys. The principle techniques of investigation used were conventional and high resolution transmission electron microscopy (CTEM HRTEM), electron energy loss spectroscopy (EELS), X ray diffraction, scanning électron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). It has been shown for the first time in these alloys that there exists two types of precipitation : inter and intragranular. Moreover, it was pointed out that the formation of coherent precipitate and their growth is the best way to obtain well-defined metal-oxide interface. .

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Amira, Yassine. "Matériaux ferroélectriques PKGN : synthèse, études par diffraction de rayons X, diélectriques et par spectroscopie Raman". Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIE0110.

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Ce travail concerne la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux ferroélectriques de structure bronze de tungstène quadratique (TTB) dérivés du niobate de potassium de plomb (Pb2KNb5O15). La substitution a été effectuée au niveau des sites carrés (A) et pentagonaux (B) à savoir la solution solide Pb2(1-x)K1+xGdxNb5O15. L’étude par DRX montre l’existence de changements de symétrie à x=0,3 et à x=0,7 ; de la symétrie orthorhombique (Cm2m) pour x<0,3 à la symétrie quadratique (P4bm) pour les x>0,6, en passant par la symétrie pseudo-quadratique (Pba2). La rotation de 90° de l’axe polaire a été mise en évidence au voisinage de x=0,3. L’évolution de la température de transition ferro-paraélectrique avec le taux d’insertion en gadolinium a été déterminée par les mesures diélectriques. Un comportement ferroélectrique classique avec réduction du désordre cationique a été mis en évidence par les mesures diélectriques et par spectroscopie Raman lorsqu’on substitue le plomb par le gadolinium. L’incorporation progressive de ce dernier dans le réseau cristallin entraine une diminution de la température de transition et une disparition de la distorsion orthorhombique. Des études détaillées par spectroscopie d’impédance ont été effectuées sur les céramiques de composition PKGN pour déterminer l’effet de la substitution sur les grandeurs physiques (la constante diélectrique, conductivité, énergie d’activation et les fréquences de relaxation). Les transitions de phases observées par DRX, les mesures calorifiques et les mesures électriques ont été confirmées par la spectroscopie Raman. Ces études nous ont permis d’établir le diagramme de phase (Tc, x) de la solution solide PKGN et de déterminer l’effet de la substitution cation-cation sur les propriétés physiques. Un bon accord entre les diagrammes de phase théoriques calculés à partir de la méthode de simulation de Monte Carlo et les résultats expérimentaux est trouvé. Les céramiques ferroélectriques de structure TTB synthétisées, seront utilisées par la suite comme cibles pour l’élaboration des couches minces afin d’améliorer les propriétés diélectriques, en vue de leur utilisation en microélectronique. Cette étude est actuellement en cours
A new family of a rare-earth ferroelectric Tetragonal Tungsten Bronze (TTB)-type compounds, with general formula Pb2(1-x)K1+xGdxNb5O15 (PKGN) was elaborated by solid state reaction. Structural and electrical properties were investigated using X-ray diffraction and dielectric measurements. Ferroelectric phases are found, and their symmetry, together with the transition temperature strongly depended of the gadolinium concentration. It was shown that at room temperature, for the low gadolinium (Gd) concentration (x < 0. 3) the ferroelectric state is described by the symmetry group Cm2m, while at intermediate Gd concentration (0. 35< x < 0. 70) the symmetry group is mainly described in Pba2 and in compounds with a higher Gd concentration, the space group P4bm is associated to ferroelectricity. The ferroelectric/paraelectric transition temperature strongly changes with the gadolinium concentration, in a non monotonic way. This behavior is due to the existence of structural changes versus composition. Two phase transitions were evidenced for compounds with higher gadolinium rate, where the intermediate phase could be related to an antiferroelectric state. The obtained results were also confirmed by Raman spectroscopy studies which provide strong evidence of the reduction of the disorder in the TTB structure when going from Pb to Gd

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MIMOUNI, ABDELHAFID. "Etude des derives de la vitamine b#1#2 par spectroscopie d'absorption des rayons x". Paris 12, 1997. http://www.theses.fr/1997PA120025.

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Le but de ce travail est de montrer les possibilites et les limites de la spectroscopie d'absorption des rayons x x. A. S pour caracteriser la structure moleculaire des derives de la vitamine b#1#2 (cobalamines). Apres une description de cette famille de molecule et des principes de l'x. A. S. , les resultats de cette etude sont presentes et discutes dans deux chapitres consacres respectivement aux seuils xanes et aux structures loin du seuil exafs. Les caracteristiques qualitatives des spectres xanes ont ete etudiees pour un ensemble de cobalamines dans les quelles nous avons fait varier la nature des ligands axiaux. Nous montrons que le xanes est une sonde suffisamment sensible pour distinguer les differents ligands et nous donnons une appreciations des limites de cette sensibilite. L'interpretation theorique des spectres xanes a ete abordee essentiellement par le modele de diffusion multiple code feff. Ces interpretations sont partiellement satisfaisante mais posent encore quelques questions non resolues. L'exafs a ete utilise pour caracteriser quantitativement la contribution de la premiere sphere de coordination du cobalt(iii). Pour les derives a ligands legers (o, n, c), nous demontrons, par les limites statistiques de cette methode, l'impossibilite de resoudre les contributions individuelles de chaque ligand. Dans le cas de ligands soufres (glutathioncobalamine) nous utiliserons la methode de fourier difference en exafs, pour caracteriser la liaison cobalt-glutathion. Ce tripeptide se fixe au cobalt par le soufre.

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Lelievre, Jerome. "Nouveaux matériaux sans plomb à base de bismuth : vers des composés de type (A,A') (B)O₃ et (A,A') (B,B') O₃". Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0102/document.

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Ce travail est consacré à la recherche de nouveaux matériaux sans plomb à structure pérovskite, de formules (A⁺,Bi³⁺)BO₃ et (A⁺,Bi³+)(B,B’)O₃ où A⁺ = {Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺}. Le but visé est le remplacement des pérovskites à base de plomb actuellement utilisées dans les dispositifs électroniques. La possibilité de substitution du plomb par un pseudo-ion (A⁺,Bi³⁺) a été étudiée pour (i) les pérovskites simples PbTiO₃ et PbZrO₃ et (ii) les pérovskites complexes Pb(Mg⅟₃Nb⅔)O₃ et Pb(Zn⅟₃Nb⅔)O₃.La synthèse de la composition (Li⅟₂Bi⅟₂)TiO₃ (LBT) a conduit à un composé pyrochlore de type Bi₂Ti₂O₇. Les autres compositions ont permis d'obtenir les pérovskites (Na⅟₂Bi⅟₂)ZrO₃ (NBZ), (K⅟₂Bi⅟₂)ZrO₃ (KBZ), (Na⅟₂Bi⅟₂)(Mg⅓Nb⅔)O₃ (NBMN), (K⅟₂Bi⅟₂)(Mg⅟₃Nb⅔)O₃ (KBMN) et (K⅟₂Bi⅟₂)(Zn⅟₃Nb⅔)O₃ (KBZN). Un important travail de synthèse a été effectué, en utilisant plusieurs voies et différents précurseurs, afin d'essayer d'éliminer les phases secondaires qui accompagnent généralement ces pérovskites.Les structures cristallines ont été étudiées par diffraction de neutrons à l'aide de la méthode de Rietveld. Celles-ci ont été déterminées pour LBT, NBZ, KBZ et KBMN. Les propriétés électriques de ces matériaux ont également été étudiées. Aucun d'entre eux n'est ferroélectrique. KBZ est électrostrictif. Enfin, NBZ, NBMN et KBMN montrent d'intéressantes propriétés de relaxeurs
The present work focused on the research of new lead-free perovskite materials with the formula (A⁺,Bi³⁺)BO₃ and(A⁺,Bi³+)(B,B’)O₃ with A⁺ = {Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺}. The aim of this study is to find potential candidates to replace the lead-based perovskite used in the electronic devices nowadays. The possibility to substitute the lead ion par a couple (A⁺,Bi³⁺) has been examined for (i) the simple perovskites PbTiO₃ and PbZrO₃ and (ii) the complex perovskites Pb(Mg⅟₃Nb⅔)O₃ and Pb(Zn⅟₃Nb⅔)O₃.The synthesis of the composition (Li⅟₂Bi⅟₂)TiO₃ (LBT) has led to a pyrochlore Bi₂Ti₂O₇-like compound. The other compositions have conducted to the perovskites compounds (Na⅟₂Bi⅟₂)ZrO₃ (NBZ), (K⅟₂Bi⅟₂)ZrO₃ (KBZ), (Na⅟₂Bi⅟₂)(Mg⅓Nb⅔)O₃ (NBMN),(K⅟₂Bi⅟₂)(Mg⅟₃Nb⅔)O₃ (KBMN) and (K⅟₂Bi⅟₂)(Zn⅟₃Nb⅔)O₃ (KBZN). A lot of work has been carried out for the syntheses, using different precursor or process, in order to suppress the secondary phases which are often obtained with these perovskites. The crystalline structures have been studied by neutron diffraction, using the Rietveld method. These have been determined for the LBT, NBZ, KBZ and KBMN compounds. The electrical properties of these materials have also been studied. None of them is ferroelectric. KBZ is électrostrictif. Finally, NBZ, NBMN and KBMN present some interesting relaxor properties

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Brun, Sulyvan. "Etudes structurales des conducteurs organiques bidimensionnels à haute pression". Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENY034/document.

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Les conducteurs organiques à base du sel de transfert de charge bis(éthylènedithio)tétrathiafulvalène (BEDT-TTF ou ET) montrent un comportement électrique allant de semi-conducteur à métal supraconducteur. La pression peut induire des petits changements structuraux qui s'accompagnent de changements très important des propriétés physiques. L'étude de l'évolution de la structure de ces composés sous pression, dont les mailles sont de faible symétrie contenant plusieurs dizaines d'atomes légers, constitue un défi. Le but de ce travail est d'étudier ces changements structuraux induits par la pression en utilisant la diffraction des rayons X sur monocristaux. Les monocristaux de six conducteurs et supraconducteurs organiques (α-(BEDT-TTF)2I3, β-(BEDT-TTF)2I3, κ-(BEDT-TTF)2I3, α-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4, κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2, et κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br) ont été étudiés à haute pression (jusqu'à 32 GPa) dans une cellule à enclumes de diamant sur la ligne de lumière ID09A à l'ESRF. L'hélium a été utilisé comme milieu transmetteur de pression. Les compressibilités de ces six composés ainsi que leurs positions atomiques ont été déterminées sous pression. Pour la première fois, les transitions de phases structurales réversibles de α-(BEDT-TTF)2I3 vers αHP-(BEDT-TTF)2I3 à 13.6 GPa, et de κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 vers κHP-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 à 8.5 GPa ont été observées, et les structures originales à haute pression ont été décrites avec succès. Les changements structuraux observés ont été appuyés par des mesures Raman
Organic conductors based on charge-transfer salt of bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene (BEDT-TTF or ET) exhibit electronic properties ranging from semiconducting to metallic to superconducting. Pressure can induce subtle structural rearrangements associated with drastic changes in physical properties. Study of the pressure induced structural changes of these compounds, with low symmetry unit cells containing dozens of light atoms, is a challenge. The aim of this work is to investigate pressure-induced structural changes with single crystal X-ray diffraction. Single-crystals of six organic conductors and superconductors (α-(BEDT-TTF)2I3, β-(BEDT-TTF)2I3, κ-(BEDT-TTF)2I3, α-(BEDT-TTF)2KHg(SCN)4, κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2, and κ-(BEDT-TTF)2Cu[N(CN)2]Br) were studied at high-pressures (up to 32 GPa) in a diamond-anvil cell on the ID09A beamline at the ESRF. Helium was used as pressure transmitting-medium. The compressibilities of the six compounds are reported, and atomic positions were determined under pressure. For the first time, reversible structural phase transitions in α-(BEDT-TTF)2I3 to αHP-(BEDT-TTF)2I3 at 13.6 GPa, and in κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 to κHP-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2 at 8.5 GPa have been observed, and the original high pressure structures have been described successfully. Raman measurements agree well with the observed structural changes

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Baumier, Cédric. "Etude des matériaux corrélés de terres rares par diffusion résonante inélastique des rayons X". Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066346.

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Schlesser, Sophie. "Spectroscopie X d'ions très chargés et niveaux d'énergie de l'hydrogène pionique". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00507827.

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Nous abordons trois sujets concernant la physique des atomes. Le premier sujet présente une nouvelle méthode d'analyse de spectres X des ions d'argon, de soufre et de chlore très chargés (2 à 4 électrons), dans le cadre d'une expérience située à l'Institut Paul Scherrer utilisant un spectromètre à cristal courbe. Elle s'appuie sur la reproduction de l'expérience à l'aide d'une simulation basée sur le tracé de rayons, ce qui permet de reproduire le lien entre spectres et énergies de transitions. Nous expliquons comment l'agencement géométrique des rayons X réfléchis par le cristal donne lieu au raies de transitions détectées. Nous présentons les caractéristiques du spectromètre. Nous expliquons la méthode d'analyse ; nous démontrons que la prise en compte de la répartition d'intensité de la source est essentielle et nous établissons la liste des paramètres critiques entrant en jeu. Enfin, nous établissons la liste des résultats et les comparons aux autres valeurs expérimentales et aux valeurs théoriques. Le second sujet présente la mise en place sur une source à plasma située à Jussieu au Laboratoire Kastler Brossel d'un spectromètre à deux cristaux plans dans le but d'obtenir des valeurs absolues pour les transitions ayant lieu dans des ions très chargés. Nous expliquons le principe fondamental, nous abordons la question de l'analyse des données, nous détaillons ensuite les caractéristiques techniques en présentant les étapes de l'élaboration de ce spectromètre et enfin nous présentons les premiers résultats. Le dernier sujet porte sur les calculs de QED des niveaux d'énergies de l'hydrogène pionique, qui est un atome exotique constitué d'un proton et d'un pion. Le pion est de masse et de taille comparable à celle du proton, et de spin nul. C'est également un hadron, c'est-à-dire une particule capable d'interagir avec le proton via l'interaction forte. Nous expliquons comment la détermination théorique de la contribution électromagnétique aux niveaux d'énergies, associée aux résultats expérimentaux obtenus à l'institut Paul Scherrer permet de déduire les valeurs des longueurs de diffusions hadroniques, pour lesquelles les prévisions théoriques issues de différents points de vues sont en désaccord. Nous présentons ensuite les calculs où les particularités du système entrent en jeu et enfin nous illustrons l'influence de nos résultats sur les valeurs des longueurs de diffusions.

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TENEGAL, FRANCOIS. "Etude des premiers stades de la cristallisation de nanopoudres sicn par spectroscopie d'absorption des rayons x au seuil k du silicium, diffusion de neutrons et de rayons x". Paris 7, 1998. http://www.theses.fr/1998PA077154.

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Resumen

L'obtention de nouveaux materiaux composites si#3n#4/sicn aux proprietes thermomecaniques ameliorees passe par la recherche de nouvelles phases sicn. La pyrolyse laser d'un precurseur liquide conduit a la formation de nanopoudres amorphes sicn de compositions variables. Nous avons utilise la spectroscopie d'absorption de rayons x, la diffusion de neutrons et de rayons x afin de decrire precisement l'ordre local des poudres amorphes de compositions intermediaires en fonction du rapport c/n ainsi que son evolution a differentes temperatures de recuit precedant la cristallisation du materiau. Sur la base des donnees experimentales, nous avons modelise au travers de structures tridimensionnelles relaxees en energie potentielle les evolutions structurales se produisant apres recuit. Des calculs de spectres de diffusion et d'absorption ont ete effectues et compares aux spectres experimentaux. Nous avons mis en evidence a l'etat brut de synthese l'existence d'une phase sicn constituee de tetraedres mixtes sicn#3 pontes par des liaisons c-n. Apres recuit a 1400c, les tetraedres sicn#3 sont partiellement relies par les sommets : un modele dans lequel des atomes de carbone sont substitues a des atomes d'azote et de silicium dans une nanostructure -si#3n#4 permet de bien reproduire le prepic caracteristique observe sur le spectre de diffusion de neutrons. A 1500c, l'ordre local est fortement modifie, des tetraedres sic#2n#2 sont crees et l'ordre a moyenne distance est lui aussi modifie et devient du type -si#3n#4. Il y a apparition de quelques nanocristaux de sic au sein du reseau amorphe sicn a caractere -si#3n#4. Au dela de 1500c, les poudres cristallisent dans un melange de phases nanometriques si#3n#4 et sic dont les proportions dependent du rapport c/n initial. Ces resultats sont en accord avec ceux issus des techniques de rmn, xps et ups et met.

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Bevilacqua, Elsa. "Etude chimique et minéralogique des peintures : analyse sur poudre par méthodes X, traitement de données". Lille 1, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL10155.

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Resumen

Nos travaux consistent à développer l'étude chimique et minéralogique de peintures blanches grand public à base d'oxyde de titane. La méthodologie proposée assure d'une part l'identification et la quantification des minéraux et d'autre part l'analyse quantitative des majeurs, la mise en évidence et le dosage d'éléments traceurs. Les travaux relatifs à la minéralogie permettent la mise en évidence des potentialités respectives de méthodes thermiques et de la diffraction des rayons x pour la caractérisation des charges et pigments rencontrés. L'exploitation selon la méthode de MATRIX-FLUSHING est adaptée à la quantification des différentes phases minéralogiques en présence. L'étude chimique des oxydes majeurs: ZnO, TiO2, CaO, K2O, SiO2, Al2O3 et MgO est réalisée par spectrométrie de fluorescence x avec l'application de la méthode des poudres. Le modèle de correction des effets de matrice développé, qui prend en compte la variation des coefficients d'influence avec la composition, rend possible l'analyse sur des larges gammes de concentrations que la grande variété des peintures impose de couvrir. Nos résultats démontrent que la méthode des poudres, très souvent délaissée au profit de la technique des perles, répond de manière satisfaisante avec l'avantage indiscutable de la simplification de la préparation des échantillons. La transposition des méthodes de H. BOURGAULT et des FONDS ETALONS solutionne le dosage des éléments traceurs: Nb, Zr, Sr, Rb et Zn par fluorescence x. La seconde méthode, en s'appuyant sur la mesure de la raie diffusée Compton, présente l'avantage de supprimer l'impératif de la connaissance des concentrations des majeurs. L'applicabilité générale de la méthodologie est confirmée par l'étude de peintures européennes, de provenances, de nature et d'applications différentes

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Tesis sobre el tema "Spectroscopie Rayon X"

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