Дисертації з теми "Impact d'électrons"

L‘objectif de la thèse consiste à caractériser expérimentalement sous vide les propriétés d’émission électronique de matériaux utilisés dans des applications spatiales tels que l’argent et l’aluminium dans leur état de contamination naturel, afin de fournir des données précises à la communauté du spatial tout en contribuant à comprendre et quantifier le rôle joué par la contamination naturelle sur leurs propriétés d’émission électronique. Afin de répondre à cet objectif, un moyen expérimental nommé CELESTE permettant de caractériser les différentes propriétés d’émission électronique de ces matériaux sous ultravide a été développé. Il permet d’effectuer des mesures de rendement d’émission électronique ainsi que des mesures de rendement de rétrodiffusion. Afin d’établir un lien entre la physique d’émission bien connue des matériaux purs et la physique d’émission des matériaux d’utilité pratique, un protocole expérimental spécifique a été mis en place. Il permet de caractériser l’évolution du rendement d’émission et de la distribution énergétique des électrons émis à partir d’un matériau exposé à l’air jusqu’à l’élimination par décapage ionique successifs de tous les contaminants déposés à la surface. Une corrélation a été établie entre évolution du rendement d’émission et évolution de la composition de la surface de l’argent et de l’aluminium. Ce travail a permis de mettre en évidence l’influence prépondérante des contaminants naturels sur leurs propriétés d’émission électronique. En effet, les propriétés d’émission de ces deux matériaux exposés à l’air dépendent d’avantage de la nature de la couche de contamination déposée à la surface que du matériau pur sous-jacent
The aim of this study is to provide accurate data on electronic emission properties of technical materials used in spacecraft applications such as silver and aluminium and to understand and to quantify the effect of natural contamination on their electron emission properties.In order to reach this goal, an experimental facility named CELESTE allowing electronic emission properties characterization under ultra-high vacuum had been developed. The facility can be used to perform electron emission yield measurements and also backscattering yield measurements thanks to special experimental setup developed during this phD. To establish a link between the well-known emission physic of pure materials and those of “technical” materials, a specific protocol has been implemented. It allows the study of emission proprieties starting from a sample exposed to ambient atmosphere and reaching a cleaned sample, using Ar ion etching step by step technic.A link has been established between electron emission yield and surface composition evolution of silver and aluminium sample. This work highlights the leading influence of natural contamination on the electron emission proprieties of metals

Lors de ce travail de thèse, les mécanismes de double ionisation d’une molécule d’eau bien orientée dans l’espace par impact électronique ont été étudiés. Des sections efficaces cinq et quatre fois différentielles en angle ont été calculées et analysées en géométrie coplanaire. L’étude théorique a été effectuée en utilisant l’approximation de Born au premier ordre où l’état initial est décrit au moyen des fonctions d’ondes mono-centrique. Les contributions de chaque état final au processus de double ionisation, c’est-à-dire, les électrons de la cible sont éjectés d’une même orbitale moléculaire et/ou de deux orbitales différentes, ont été étudiées et comparées en terme de forme et d’amplitude. L’effet d’orientation de la molécule cible sur les sections efficaces quintuplement différentielles est clairement observé pour le processus (e, 3-1e) ainsi que celui de (e, 3e). En outre, pour les orientations particulières étudiées, nous avons identifié les différents mécanismes responsables de la double ionisation de la molécule d’eau, à savoir, le mécanisme Shake Off ainsi que le mécanisme à deux étapes TS1
In this work, double ionization mechanisms of oriented water molecules by electron impact have been studied. Five and forth fold differential cross sections in angle have been calculated and analyzed in a coplanar geometry. The theoretical investigation is performed within the first born approximation by describing the initial molecular state by means of single-center wave functions. The contributions of each final state to the double-ionization process, i.e., with target electrons ejected from similar and/or different molecular subshells, are studied and compared in terms of shape and magnitude. Strong dependence of the fivefold differential cross sections on the molecular target orientation is clearly observed in (e, 3-1e) as well as (e, 3e) channels. Furthermore, for the particular target orientations investigated, different mechanisms involved in the double ionization of water molecule, namely, the direct shake-off process as well as the two-step1 process

Une étude théorique et expérimentale sur la simple et double ionisation de petites molécules par impact électronique a été effectuée dans le présent travail. Des expériences de simple ionisation des trois orbitales de valence de l'ammoniac pour une énergie incidente de l'ordre de 600 eV ont été réalisées à Orsay (ISMO). Ces expériences, notées (e,2e), consistent à détecter les électrons diffusé et éjecté en coïncidence. Nous avons comparé les expériences correspondantes à des théories perturbatrices telles que la première approximation de Born : 1CW (One Coulomb Wave) et 1DW (One Distorted Wave). Ainsi que le modèle BBK (pour l'acronyme Brauner, Briggs and Klar). Nos résultats ont montré un accord raisonnable entre l'expérience et la théorie en ce qui concerne la distribution du lobe binaire. Par contre, le lobe de recul est largement sous-estimé. L'application du modèle BBK incluant la prise en compte des déphasages à courte portée est une intéressante perspective pour la description de l'ionisation simple de la molécule d'ammoniac. De même, nous avons étudié les processus d'ionisation du méthane par impact d'électrons. Pour la simple ionisation du méthane, nous avons fourni des approches théoriques pour décrire la distribution angulaire des sections efficaces doublement et triplement différentielle. Nos résultats ont été comparés aux expériences réalisées à Afyon en Turquie. Pour la double ionisation du méthane, nous avons réalisé des expériences (e,3-1e) (dans laquelle l'électron diffusé et un des éjectés sont détectés en coïncidence) pour la couche externe 1t2 à Orsay (ISMO). La théorie que nous avons appliquée est du premier ordre et ne peut pas décrire complétement les deux lobes. Par conséquent, le développement d'un modèle dans le cadre de la deuxième approximation de Born s'avère nécessaire
A theoretical and experimental study on simple and double ionization of small molecules by electron impact is reported in the present work. Experiments of simple ionization of the three valence orbitals of ammonia with an incident energy of about 600 eV were performed in Orsay (ISMO). These experiments, named (e,2e), consist in the detection of the scattered and ejected electrons in coincidence. We compared the correspondent experiments to perturbative theories such as first Born approximation: 1CW (One Coulomb Wave) and 1DW (One Distorted Wave). In addition to the BBK model (for the acronym Brauner, Briggs and Klar). Our results show a reasonable agreement between the experiment and the theory concerning the distribution of the binary lobe. On the contrary, the recoil lobe was largely under-estimated. The application of the BBK model by taking into account the short range phases will be an interesting perspective for the description of simple ionization of ammonia molecule. In addition, we studied the ionization process of methane by electron impact. For the simple ionization of methane, we developed theoretical approaches in order to describe the angular distribution of double and triple differential cross sections. Our results were compared to experimental data performed in Afyon in Turkey. For the double ionization of methane, we performed experiments for the external shell 1t2 in Orsay (ISMO) by using the (e,3-1e), during which the scattered and one of the two ejected electrons are detected in coincidence. The theory which we applied is of first order and it could not describe completely the two lobes. Consequently, the development of a second order model sounds necessary

Cette thèse présente une étude quantitative des modes de fragmentation du fullerène C60 en collision avec des ions légers (Hn=1,2,3+ , Heq=1,2+) dans le domaine de vitesse 0,1 - 2,3 u.a.. La technique de multicorrélation (ions, électrons, énergie des électrons) employée a permis de dégager certaines dépendances et propriétés des mécanismes de fragmentation (sections efficaces, spectroscopie d'électrons, distributions de taille, énergies cinétiques des fragments, tracé de Campi, énergies d'activation). L'énergie déposée s'est ainsi révélée comme un paramètre important. Les sections efficaces ont été mesurées pour la première fois sur l'ensemble des processus collisionnels. L'ionisation et la capture ne dépendent que de la vitesse de collision. Une loi d'échelle avec l'énergie déposée a été observée pour les sections efficaces de multifragmentation. L'énergie déposée est aussi apparue comme le paramètre principal dans l'évolution des distributions de taille des fragments chargés émis. La spectroscopie des électrons (inédite sur un agrégat), réalisée à un angle d'émission de 35°, a montré des spectres piqués à des énergies d'électron importantes (de 5 à 20 eV). La forme de ces spectres dépend de la vitesse de collision. Un début d'analyse théorique semble montrer que cette structure particulière est liée à la présence d'une barrière de potentiel centrifuge. Enfin, les corrélations ions produits et énergie des électrons mettent en évidence que l'énergie des électrons augmente avec l'énergie interne.

Ce travail concerne l’étude théorique de la double ionisation d’atomes par impact d’électrons. Nous avons élaboré un modèle tenant compte des phénomènes d’échange possible entre l’électron diffusé et les électrons de la cible concernés qui seront éjectés lors de la collision. Chaque électron dans la voie finale (électron diffusé et éjectés) est décrit par une onde coulombienne tenant compte de son interaction continuelle avec le noyau résiduel. Les interactions répulsives entre électrons sont prises en compte par des facteurs de Gamow (modèle A6C). Une première partie est consacrée à l’étude de la double ionisation de l’hélium où une comparaison avec les résultats du groupe d’Orsay (Pr. A. LAHMAM-BENNANI) est effectuée. Puis dans une deuxième partie notre modèle est confronté aux dernières expériences du même groupe d’Orsay qui sont relatives à la double ionisation directe de l’argon associé à l’effet Auger
This work is about the theoretical study of the double ionization of atoms by electron impact. A model including exchange effects between the incoming electron and the two active electrons of the target is described. Each electron in the continuum (the scattered one and the two ejected ones) is described by a coulomb wave which takes into account for the interaction with the residuel nucleus. The interactions between each electron in the continuum have been included by Gamow factors (A6C model). A first part is about the double ionisation of helium and a comparison has been made with recent experiments of LAHMAM-BENNANI et al. Then, in a second part, our model has been compared to the recent experiments of LAHMAM-BENNANI et al about the double ionization of argon (direct double ionization + Auger effect)

Cette thèse présente une étude quantitative des modes de fragmentation du fullerène C60 en collision avec des ions légers (Hn=1,2,3+ , Heq=1,2+) dans le domaine de vitesse 0,1 - 2,3 u. A. . La technique de multicorrélation (ions, électrons, énergie des électrons) employée a permis de dégager certaines dépendances et propriétés des mécanismes de fragmentation (sections efficaces, spectroscopie d'électrons, distributions de taille, énergies cinétiques des fragments, tracé de Campi, énergies d'activation). L'énergie déposée s'est ainsi révélée comme un paramètre important. Les sections efficaces ont été mesurées pour la première fois sur l'ensemble des processus collisionnels. L'ionisation et la capture ne dépendent que de la vitesse de collision. Une loi d'échelle avec l'énergie déposée a été observée pour les sections efficaces de multifragmentation. L'énergie déposée est aussi apparue comme le paramètre principal dans l'évolution des distributions de taille des fragments chargés émis. La spectroscopie des électrons (inédite sur un agrégat), réalisée à un angle d'émission de 35ʿ, a montré des spectres piqués à des énergies d'électron importantes (de 5 à 20 eV). .
A quantitative study of the C60 fullerene fragmentation in collision with light ions (Hn=1,2,3+, Heq=1,2+, in the velocity range 0,1 - 2,3 u. A. ) is presented. The multicorrelation developed between fragment ions and electrons with well defined energy, has enlightened some of the dependences and properties of fragmentation mechanisms (cross sections, electron spectroscopy, size distributions, kinetic energy of fragment ions, Campi's scatter plot, activation energies). The deposited energy hence appeared as an important parameter. Cross sections have been measured, for the first time, for all the collisionnal processes. Ionisation and capture only depends on the collision velocity. On the other hand, scaling laws with the deposited energy have been observed for the cross sections of multifragmentation, which depends on the collision energy and the nature of the projectile. The deposited energy has also been found as an essential parameter to understand the evolution of the charged fragment size distributions. .

Le phénomène d’émission électronique sous impact d’électrons, bien que très étudié, est mal connue à très basse énergie (<100 eV). Un domaine d’énergie où ce phénomène est un paramètre fondamental de technologies dans le domaine spatial comme les guides d’onde radiofréquence sous vide. Afin de lieux comprendre ce phénomène à cette gamme d’énergie,une étude théorique a été entreprise par le biais d’une simulation Monte-Carlo de l’émission électronique à très base énergie. Après identification des interactions mises en jeu, nous avons sélectionné pour chaque interaction le ou les modèles existants les plus appropriés tout en leur apportant des modifications à chaque fois que cela était nécessaire. Certains modèles trouvés dans la littérature ont été utilisés pour la première fois dans le domaine de l’émission électronique. Notre approche a été appliquée à l’aluminium et a été validée expérimentalement lorsque les données existaient. L’allure de la courbe de rendement communément admise à ce jour a été contredite et expliquée par la faible probabilité d’échappement des électrons de très basse énergie, ainsi que par un traitement plus rigoureux de la réflexion des électrons de très basse énergie qui impactent le matériau. De surcroit, la simulation donne accès pour la première fois à un rendement à très basse énergie qui présente des oscillations que l’on retrouve dans les rares données expérimentales disponibles. Ces oscillations sont attribuées à l’interaction de l’électron avec les plasmons. Les simulations ont montré l’importance de la population d’électrons rétrodiffusés à très basse énergie
Although extensively studied, the phenomenon of electron emission under electron impact is not very well known at very low energy (<100 eV). An energy range where this phenomenon is a fundamental parameter in space technologies such as radiofrequency waveguide in vacuum. In order to provide a better understanding of the phenomenon, in this energy range, a theoretical study through Monte Carlo simulation of electron emission at very low energyhave been undertaken. After identification of the involved interactions, we selected for each interaction the most appropriate existing models while providing modifications whenever necessary. Somme models found in the literature were used for the first time in the field ofelectron emission. Our approach has been applied to aluminum and has been validated experimentally when data existed. The commonly accepted shape of the yield curve has benne contradicted and explained by the low escape probability of very low energy electrons, as well as by a more rigorous treatment of the reflection of very low energy electrons that impact thematerial. In addition, the simulation provides, for the first time, access to a yield curve at very low energy presenting oscillations also found in the few available experimental data. These oscillations are attributed to the interaction of the electrons with the plasmons. Simulations showed the importance of the backscattered electrons population ate very low energy

Au cours de ce travail nous nous sommes intéressés d'un point de vue expérimental à l'interaction d'électrons de basse énergie avec des surfaces de diamant hydrogéné et oxygéné. Plus précisément nous avons étudié, en particulier, les mécanismes de désorption d'ions H ̄et O ̄par ces surfaces. Les surfaces de diamant hydrogéné ont fait l'objet d'une attention particulière. Pour ces surfaces nous avons mis en évidence l'existence d'une résonance de Feshbach autour de 9 eV qui est responsable de la désorption des ions H ̄via un mécanisme attachement électronique dissociatif, direct autour de 9 eV et indirect autour de 22 eV. D'autre part un mécanisme de dissociation dipolaire contribue à la dissociation des ions H ̄au dessus de 14 eV. Ces deux mécanismes sont probablement impliqués dans la photodésorption des ions H ̄que nous avons mentionné dans l'introduction. Ils contribuent donc à l'appauvrissement des surfaces de diamant hydrogéné en hydrogène et donc à la dégradation de leur propriété d'affinité électronique négative. La résonance à 9 eV est responsable d'autre part de l'atténuation du courant d'électrons secondaires émis par ces surfaces soumises à un bombardement électronique, par l'induction de courbures des bandes d'énergie vers le haut de ces surfaces. Des études récentes au laboratoire ont aussi montré que cette résonance contribue à l'excitation vibrationelle des liaisons C-H. Enfin des études en fonction de l'intensité du courant incident et de la température de surface ont montré qu'en travaillant avec des courants inférieurs à 2 nA et des températures de l'ordre de 500 K, il est possible d'éviter la décroissance du courant d'électrons secondaires émis par les surfaces de diamant hydrogéné. Bien que nos résultats se situent très en amont des applications industrielles des surfaces de diamant, ils devraient permettre d'optimiser l'utilisation de ces surfaces pour les hautes technologies
In this work, we considered from the experimental point of view, the interaction of low-energy electrons with hydrogenated oxygenated diamond surfaces. We have studied the mechanisms of H ̄and 0 ̄ions desorption from these surfaces, hydrogenated diamond surfaces received particular attention. For this surface, we have proved the existence of Feshbach resonance at 9 eV, which is responsible for H ̄ions desorption, by the direct dissociative electron attachment mechanism at 9 eV, and by indirect dissociative electron attachment at 22 eV. In the other hand dipolar dissociation mechanism contributed to H ̄ions desorption above 14 eV. The two mechanisms are involved probably in the photodesorption of H- ions which we have mentioned in the introductions. Thus, they contribute to the depletion of hydrogen from hydrogenated diamond surfaces and consequently to the degradetion of the negative electronic affinity property. In addition the resonance at 9 eV is responsible for the attenuation of the current of secondary electrons, emmited by the surfaces submitted to electronic bombardment, by the induction of upward energy band bending. The recent studuies in the laboratory showed that this resonance contribute to vibrational excitation of C-H bond. Finally studies as function of incident current intensity and surface temperature showed that if one works with currents lover to 2 nA and temperatures around 500 K, it is possible to avoid the decrease of the secondary electrons emmitted by the surfaces of hydrogenated diamond. Despite the fact that our results are far ahead of industrial use of diamond surfaces, they should be used for optimisation of this surfaces for high technologies applications

Le mémoire présente une étude théorique sur la double ionisation (e,3e) de la couche L et la couche K du béryllium par impact d électrons rapides, réalisable dans les expériences de détection en coïncidence, qui permettent de sonder la corrélation électron-électron et d observer les mécanismes de la double ionisation. Une procédure de détermination de la section efficace multiplement différentielle est développée dans le cadre d une approche utilisant le premier terme de la série de Born représentant l interaction entre l électron projectile et la cible. Tous les électrons sont pris en compte et décrits par des fonctions d onde comportant différents degrés de corrélation. La fonction 3C est notamment utilisée pour décrire le double continuum des deux électrons éjectés. Le cas particulier de systèmes bi-électroniques doublement excités que représente l ion résiduel lors du processus de double ionisation de la couche K est par ailleurs analysé.Une partie importante du manuscrit est consacrée à la présentation des résultats montrant la variation de la section efficace multiplement différentielle pour différentes situations expérimentales et avec différentes fonctions d onde. Ceci permet d analyser les mécanismes de ce processus quantique complexe et l effet de la corrélation dans les états initial et final
The document presents a theoretical study of the L shell and K shell double ionization of beryllium by fast electrons, with the coincidence detection of the emerging particles, which represents one of the main tools to probe electron-electron correlation and to observe the mechanisms of the double ionization process. The determination of the fully differential cross section is presented in the frame of a procedure using the first term of the Born series representing the interaction between the incident electron and the target. All the electrons are taken into account. They are described by different more or less correlated wave functions for the bound electrons in the initial and final states, and for the double continuum of the two ejected electrons for which, the well known 3C function is applied. An important part of the document is devoted to the presentation of the results concerning the variation of the fully differential cross section in terms of the different experimental conditions and with different wave functions. This permits to analyse the mechanisms of this complex quantum process and the effect of the initial and final states correlation

Ce travail porte sur l’étude des effets de l’irradiation sur des biomatériaux injectables par voie endovasculaire à base de copolymères linéaire et réticulé. Dans le cas du polymère linéaire, l’étude des masses molaires nous a permis de calculer les taux de scission et de réticulation et a révéler l’occurrence de dégradation principalement par réaction scission au niveau des chaînes macromoléculaires. L’étude du polymère réticulé était en revanche plus complexe et a nécessité une approche plus structurale, portée sur l’évolution de la mobilité moléculaire du polymère avec l’irradiation. La relaxation beta () qui exprime le mouvement des groupes polaires latéraux ester et amide s’est montrée comme un excellent indicateur des réactions de radiodégradation du polymère. Une perturbation dans les interactions par liaison hydrogène impliquant ces groupements après irradiation a été observé. Ce comportement a été associé à la formation de produits de dégradations polaires amorcés par le départ des chaînes latérales qui est à l’origine des mécanismes de radioscission du polymère
This work focused on the study of the effects of irradiation on endovascular injectable biomaterials based on linear and crosslinked copolymers. In the case of the linear polymer, the study of molecular weights allowed us to calculate the radiation chemical yields of scission and crosslinking and has revealed the occurrence of degradation mainly by scission reaction of macromolecular chains. The study of crosslinked polymer was rather more complex and has required a structural approach, focused on the evolution of molecular mobility of the polymer with irradiation. The beta () relaxation which expresses the motions of amide and ester polar side groups has proved to be an excellent indicator of the polymer's radiodégradation reactions. A disturbance in the hydrogen bond interactions involving these groups after irradiation was observed. This behavior was associated with the formation of polar degradation products initiated by the side chains scission

Les propriétés de fluorescence à retardement activée thermiquement (TADF), qui permettent de capter la lumière à partir des excitons singulet et triplet sans recourir à des métaux lourds nobles, suscitent un vif intérêt dans un large éventail d'applications, notamment les diodes électroluminescentes organiques (OLED). Dans le cadre de cette étude, une nouvelle série de molécules TADF a été synthétisée, présentant la 2,4,6-tris(4-fluorophényl)-1,3,5-triazine en tant qu'unité acceptrice combinée à de multiples unités donneuses (mono-, di-, ou tri-substitutions). Le processus de synthèse visait à être simple et économique, mais il s'est avéré insuffisant pour l'accès à des quantités suffisantes de composés, des quantités importantes étant nécessaires aux processus de sublimation et de fabrication de dispositifs OLED. En guise de solution, une méthode de synthèse alternative a été mise en œuvre, impliquant des réactions de couplage oxydant catalysées par le cuivre. De plus, une autre série de composés fluorés possédant le motif 1,8-naphtalimide en tant qu'unité acceptrice a été synthétisée à l'aide de réactions de couplage croisé catalysées par le palladium. Une analyse thermique complète de ces deux séries de composés a démontré l'influence favorable de l'incorporation de fluor, notamment lorsque le nombre d'atomes de fluor est le plus élevé
Thermally activated delayed fluorescence (TADF) properties, which enable the harvesting of light from both singlet and triplet excitons without the use of any noble heavy metals, are of interest for a wide range of applications, including organic light-emitting diodes. In this study, a novel series of TADF molecules featuring 2,4,6-tris(4-fluorophenyl)-1,3,5-triazine as an acceptor unit decorated with multiple donor units in mono-, di-, or tri-substituted configurations was synthesized using a simple nucleophilic aromatic substitution reaction. Scaling up the synthesis of these molecules was essential for the sublimation experiments and device fabrication processes. Since this synthetic pathway was not suitable for the synthesis of larger amounts of molecules, an alternative synthesis method was used by performing copper-catalyzed oxidative coupling reactions. Furthermore, another new fluorinated series based on 1,8-naphthalimide as an acceptor unit and several donor units were synthesized through palladium-catalyzed cross-coupling reactions. The thermal characteristics of these two series of compounds were studied, which showed the positive impact of fluorine incorporation, specifically for the highest fluorine contents

Du point de vue théorique, un formalisme tensoriel adapté à l'étude des molécules ou ions octaédriques possédant un moment angulaire demi-entier a été développé pour la première fois. Nous avons utilisé ici la méthode des représentations projectives, plus cohérente que celle des groupes doubles. Un jeu complet de coefficients et de formules de couplage, ainsi que les programmes de calcul correspondants ont été mis au point. Ceci a tout d'abord permis l'écriture d'un modèle simple décrivant la structure électronique des hexafluorures colorés. Ensuite, un certain nombre d'applications de ce formalisme à l'étude des couplages rovibroniques pour les molécules de type XY6 dans un état électronique quatre fois dégénéré ont été examinées, en particulier concernant les opérateurs associés à l'effet Jahn-Teller dynamique. Du point de vue expérimental, nous nous sommes intéressés à IrF6, dont nous avons pu maîtriser les processus de synthèse, de purification et de conservation. Une première étude à basse résolution (absorption et diffusion Raman spontanée) a été réalisée sur cette molécule. Nous avons ensuite mis en place deux dispositifs spectroscopiques à haute résolution dans le visible (absorption saturée - testée sur une cuve à iode - et simple absorption avec multiples passages). Ceux-ci utilisent notamment un laser à colorant. Ils doivent maintenant permettre la spectroscopie de la bande visible de IrF6, afin d'en résoudre pour la première fois la structure fine rotationnelle.

Nous avons étudié au cours de cette thèse le transport dépendant du spin d'électrons chauds injectés depuis le vide dans des structures hybrides métal ferromagnétique/interface/semi-conducteur. Cette configuration de mesure à trois terminaux est analogue à celle d'un transistor à vanne de spin à géométrie perpendiculaire mais dans lequel l'émetteur est physiquement découplé de la base et du collecteur. Cette configuration de mesure originale permet l'étude du transport d'électrons polarisés sur une large gamme d'énergie d'injection tout en contrôlant la polarisation des électrons injectés.
Sur des jonctions Fe/oxyde/GaAs réalisées au laboratoire, nous avons mis en évidence quatre régimes de fonctionnement du transistor à vanne de spin dans la gamme d'énergie 10 eV-3000 eV. Lorsque l'énergie d'injection augmente, le gain du transistor augmente sur plus de 6 ordres de grandeur, pour atteindre des valeurs aussi élevées que 300. Simultanément, la dépendance en spin du courant transmis augmente sur près de 5 ordres de grandeur pour atteindre un maximum aux alentours de 1500 eV qui représente environ 30% du courant incident (pour une polarisation incidente de 100%). Nous montrons également que l'ensemble de ces propriétés de transport est modulable en variant l'épaisseur totale de la base métallique, ainsi que la nature de l'interface entre la base et le collecteur.
Les quatre régimes de fonctionnement du transistor sont ensuite interprétés dans un modèle original qui décrit de façon quantitative les différents régimes observés. Ce modèle incorpore d'une part la multiplication qui a lieu dans la base métallique ainsi que dans le semi-conducteur (ionisation par impact), et d'autre part le coefficient de transmission à l'interface entre la base et le collecteur. Nous avons mis en évidence l'existence d'énergies seuil, liées à la nature de l'interface base/collecteur, à partir desquelles l'efficacité de collection augmente brutalement. En variant l'énergie d'injection, il est possible d'augmenter la largeur de la distribution électronique à l'interface base/collecteur jusqu'à environ 10 eV, et donc de sonder le profil d'interface. L'augmentation de la largeur de la distribution peut-être reliée à la variation particulière du libre parcours moyen inélastique dans la base métallique.
Ces résultats et leurs interprétations ouvrent de nouvelles perspectives en électronique de spin, et en particulier dans la réalisation d'un transistor à vanne de spin tout solide associant à la fois une grande sélectivité en spin, un gain élevé et un faible bruit de fonctionnement.

Les progrès récents réalisés en matière de techniques de détection en coïncidence ont relancé de façon significative l'intérêt pour des études fondamentales dans le domaine de l'ionisation dissociative de molécules diatomiques par impact d'électrons. En effet, la détection en coïncidence des électrons éjectés et diffusés nous renseigne sur la structure électronique et sur les mécanismes des processus simultanés d 'ionisation et de dissociation. De plus, la détection de l'un des deux protons émergeants nous permet d'obtenir la variation de la section efficace multiplement différentielle en fonction de l'orientation de l'axe internucléaire de la molécule cible. L'étude de la double excitation d'un système atomique ou moléculaire est l'un des problèmes de base de la physique atomique où la corrélation électron-électron joue un rôle très important. Notre but est d'étudier théoriquement deux processus particuliers de ce type. 1 ) L'ionisation dissociative de H2 et de Li2 considérée comme une transition verticale de l'état électronique fondamental 1. . . Et de H2 et de Li2 vers le premier état dissociative '2. . . Et de H2* et de Li2*. 2° L'ionisation double de la couche K du lithium atomique en utilisant les fonctions d'onde corrélées dans la description du double continuum électronique
Recent progress made in the coincidence detection of emerging particules from an inelastic collision has risen new interest for fundamental studies in the field of dissociative ionization of diatomic molecules by electron impact. The detection in coincidence of the ejected and the scattered electrons give information about the electronic structure and the mechanisms of the simultaneous processes of ionization and dissociation. Moreover, the detection of one of the two emerging protons enables us to obtain the variation of the multiplement differential cross section for a given orientation of the internuclear axis ofthe target. The study of the double excitation of an atomic or molecular system is one of the basic problems of atomic physics, where the electronelectron correlation can be experimentally observed Our aim is to study theoretically two particular processes of this type. 1)- The dissociative ionization of H2 and Li2 as a vertical transition from the fundamental electronic) l state of H2 and Li2 to the first dissociative 'Ij ttut. Of H2* and Li2*. 2)- The double Ionization of the K-shell of atomic lithium by using the correlated wave functions for the description of the double electronic continuum

Pour comprendre la dynamique du réseau neuronal, la spécificité des neurones, les pathologies neuronales et trouver de nouveaux traitements, les dispositifs devront permettre un enregistrement neuronal stable et une stimulation multisites avec une bonne résolution temporelle. Dans cette thèse, nous avons conçu un implant SU-8 flexible à haute densité d'électrodes pour enregistrer simultanément différentes régions du cortex cérébral. Chaque électrode de platine de 15 µm de diamètre de l'implant est située à l'extrémité d'un fil de 11, 20 ou 50 µm de largeur, libre de tout mouvement sur une longueur de 2 mm. Les différentes tailles des fils permettront en outre d’évaluer l’influence des dimensions sur la réponse immunitaire. Dans cette thèse, des implants très minces ont été fabriqués, manipulés et connectés avec succès au système d'enregistrement en utilisant une extension en polyimide / cuivre et un film conducteur anisotrope. La moyenne des impédances pour les électrodes est de 810 KOhm et la moyenne du bruit blanc est de 10 µV. Diverses techniques d'insertion chirurgicales dans le cortex de rat ou un matériau similaire (agarose 0,6%) ont été étudiées, notamment via l'encapsulation d'électrodes dans des matériaux biodégradables ou l'utilisation d'un fil fin comme support d’implantation. Les deux techniques présentent des avantages et des inconvénients et devraient être améliorées à l'avenir. L'activité neuronale, des potentiels de champ locaux ainsi que des potentiels d’action, ont pu être enregistrés sur trois rats implantés avec la technique de la navette, démontrant la capacité d'enregistrement de ce nouveau type d'implant. Enfin, dans cette thèse, une nouvelle méthode a été développée pour comparer les performances des matériaux d'électrodes couramment utilisés pour stimuler les tissus nerveux. Il détermine la capacité de charge d'injection d'une électrode en observant un changement de fluorescence d'un colorant sensible au pH autour de l'électrode selon différents courants de stimulation. Les outils de mesure habituels tels que la spectroscopie d'impédance, l'enregistrement du bruit ou l'évaluation de la capacité de charge d'injection et la capacité de stockage de charge ont également été utilisés pour vérifier la fiabilité de la nouvelle méthode. Cette étude montre que les matériaux les plus efficaces pour stimuler sont le diamant 3D nanostructuré et le PEDOT et met en évidence que plus l'impulsion de courant de stimulation est courte, plus la densité de courant sera située aux bords de l'électrode
To understand the dynamics of the neural network, neuron specificity, neural pathologies, and find new treatments, devices will have to allow a stable neural recording and multi-site stimulation with a good temporal resolution. In this thesis, we designed a flexible SU-8 implant with a high electrode density to record different regions of the cortex simultaneously. Each 15µm diameter platinum electrode of the implant is located at the end of a 11, 20 or 50 µm wide wire, free of its movements over a length of 2mm. The different sizes of the wires will further allow to evaluate the influence of dimensions on the immune response. In this thesis, the very fragile and thin implant fabrication, manipulation and connection with the recording station using a thick polyimide/copper extension and an anisotropic conductive film, were successfully achieved. The mean impedance was 810 KOhm and the mean RMS noise of electrode implants in saline solution was about 10 µV. Various surgical insertion techniques in rat cortex or agar gel (agarose 0,6%) have been studied, in particular the electrodes encapsulation in biodegradable tips or the use of a thin wire as a shuttle. Both techniques present pros and cons and should be improved in the future. Neuronal activity, such as local field potentials as well as action potentials, could be recorded in three rats implanted with the shuttle technique, demonstrating the capacity of this new type of implant in recording. Finally, in this thesis, a new method was developed to compare the performance of electrode materials commonly used to stimulate neurale tissue. It determines the injection charge capacity of an electrode by observing a change in fluorescence of a pH-sensitive dye around the electrode for different stimulation current intensities. Usual measurement tools such as impedance spectroscopy, noise recording, or evaluation of the injection charge capacity and the charge storage capacity were used as well, to check the new method reliability. This study shows that most effective materials to stimulate are the 3D nanostructured diamond and the PEDOT and highlights that when the stimulation current pulse is shorter, the current density will rather be located in the edges of the electrode

Les collisions de molécules par impact d'électrons sont présentes dans les milieux ionisés froids tel que les nuages interstellaire, les atmosphères de planètes et les plasma froids. Avec assez d'énergie pour se déplacer et s'extraire, les électrons collisionnent et réagissent avec d'autres espèces dans leur environnement formant des précurseurs de molécules plus complexes ainsi que détruisant d’autres espèces, permettant la redistribution d’énergie et de matière. Les chercheurs expérimentaux et théoriques travaillent main dans la main pour améliorer en continue leur capacité de mesure et de description de la cinétique de ces milieux. Des appareils de mesures tel que les anneaux de stockage (e.g. CSR) sont maintenant capables de produire des mesures avec une résolution d’état à état. D’autre part, les études théoriques, elles, ne sont pas restreintes par des limitations physiques (e.g. finance) ou chimiques (e.g. toxicité) mais restent, comme les expériences, longues à mener.Ce travail de thèse porte sur deux approches théoriques et leurs applications pour étudier différents processus de trois cations moléculaires diatomiques. Premièrement, nous étendons l’étude précédente de notre groupe sur la recombinaison dissociative de CF+ en prenant en compte plus d’états dissociatives (venant de la symétrie neutre 4Π), en produisant des rapports de branchements et en calculant des sections efficaces et des vitesses de réactions pour l’excitation vibrationnelle (en utilisant l’approche SW-MQDT). Malgré que la structure rotationnelle soit négligée, et qui devrait être étudié dans un travail future, on observe un bon accord avec les résultats expérimentaux des anneaux de stockage pour les rendements venant du processus de recombinaison dissociative. Deuxièmement, nous étendons à haute énergie, l’étude de BeH+ précédente de notre groupe à basse énergie en incluant le processus d’excitation dissociative à travers la discrétisation des continuum d’ionisation et en prenant en compte des états dissociatives plus haut énergétiquement, permettant la production de sections efficaces et de vitesses de réactions pour la recombinaison dissociative, l’excitation dissociative et les transitions vibrationnelles (en utilisant l’approche SW-MQDT). En fin, nous étudions la recombinaison dissociative de CF+ en utilisant une approche différente appelée RMT-MQDT, où les couplages électroniques et les états dissociatives n’ont pas besoin d’être calculés de manière explicite, basée sur la théorie de la R-matrice pour calculer la matrice de diffusion à géométrie fixée électronique et aussi basée sur la théorie de la MQDT --- pour traiter le mouvement nucléaire (changement de repère) et prenant en compte les séries d’états de Rydberg (défaut quantiques avec CCEP). Un bon accord est trouvé avec l’expérience des anneaux de stockage lorsque la structure rotationnelle de la molécule est pris en compte
Electron-impact collisions of molecules are present in cold ionized media such as interstellar clouds, planetary atmospheres and cold plasma. With enough energy to move about and escape from capture, electrons collide and react with other species in their environment forming precursors of more complex molecules and destroying species, allowing for redistribution of energy and material. Experimental and theoretical researchers are working hand-in-hand to continuously improve their respective ability to probe and to describe the kinetic of such media. Experimental devices such as storage-rings (e.g. CSR) are now able to produce measurements with state-to-state resolution. On the other hand, theoretical studies are not restricted by physical (e.g. finance) or chemical (e.g. toxicity) limitations while still being time-consuming. This work is about two theoretical approaches and their applications to investigate different processes for three diatomic molecular cations. Firstly, we extend our group previous dissociative recombination study of SH+ by accounting for more dissociative states (coming from the 4Π neutral symmetry), by producing branching ratios and by calculating vibrational excitation cross sections and rate coefficients (using the SW-MQDT approach). While the rotational structure of the molecule is neglected and should be investigated in a future work, good agreement is found with the storage-ring measurements for the yields from the dissociative recombination process. Secondly, we also extend our group previous low energy study BeH+ to high energy including the dissociative excitation process through discretized ionization continua and by accounting for higher-lying dissociative states, allowing the production of cross sections and rate coefficients for the dissociative recombination, dissociative excitation and vibrational transitions (using the SW-MQDT approach). Finally, we investigate the dissociative recombination of CF+ using a different approach called RMT-MQDT, where electronic couplings and neutral dissociative states do not need to be explicitly calculated, based on R-matrix theory to calculate the electronic fixed-geometry scattering matrix and based also on MQDT theory --- for the treatment of the nuclear motion (frame transformation) and accounting for the Rydberg series of states (quantum defect with CCEP). Good agreement is found with the storage-ring experiment when accounting for the rotational structure of the molecule

Etude experimentale avec résolution temporelle à l'échelle de la nanoseconde des valeurs absolues des séctions efficaces pour les transferts partiels d'énergie électronique entre Na(4d) et He, Ar, N(2), O(2), N(2)o et SF(6). Développement quantitatif de deux modèles à intermediaire ionique : réseau de multicroisement et diffusion résonnants atome excité-molecule. Emploi de l'approximation d'impact avec correction d'effet de coeur pour la transfert de moment orbital na(4d -> 4f)