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Les stages

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Spectroscopie et dynamique de molécules attachées à des gouttelettes d'hélium
Spectroscopy and dynamics of molecules embedded in helium droplets

Spécialité

Physique moléculaire

Niveau d'étude

Bac+5

Formation

Ingenieur/Master

Unité d'accueil

Candidature avant le

16-03-2018

Durée

4 mois

Poursuite possible en thèse

oui

Contact

BRIANT Marc
+33 1 69 08 81 21

Résumé/Summary

Ce stage portera sur des problématiques fondamentales en physico-chimie moléculaire avec comme objectif d'identifier et de modéliser les facteurs qui influent sur une réaction chimique, en particulier les facteurs structuraux.
The objective of this internship is to identify and to understand the processes that are turned on when a molecule or a molecular assembly absorbs light within a helium droplet. These studies are motivated by fundamental physical chemistry considerations on the structure and dynamics of systems with many degrees of freedom.

Sujet détaillé/Full description

Ce stage portera sur des problématiques fondamentales en physico-chimie moléculaire avec comme objectif d’identifier et de modéliser les facteurs qui influent sur une réaction chimique, en particulier les facteurs structuraux.

Le travail, essentiellement expérimental, va utiliser des gouttelettes d'hélium comme support de réaction après y avoir déposé la molécule ou l'assemblage de molécules dont nous voulons étudier le comportement. En pratique, les gouttelettes d'hélium sont générées par condensation lors de la détente supersonique d'hélium gazeux refroidi. Jouer sur les conditions de la détente permet d'ajuster la taille des gouttelettes. Le faisceau passe ensuite à travers plusieurs zones de piégeage collisionnel ce qui permet de déposer des molécules réactives ou des molécules de solvant dans les gouttelettes. Une technique développée dans notre laboratoire permet de connaître exactement le nombre de molécules déposées qui participe au processus étudié. La stoechiométrie des processus étudiés dans ces gouttelettes est donc bien définie. Les processus que nous observons sont induits par absorption de lumière de longueur d'onde appropriée ce qui permet deux types d'expériences. L'une est une expérience de dynamique réactionnelle lorsque l'absorption de lumière induit un processus réactif dont la dynamique informe sur le jeu de forces responsable de cette réaction.
La seconde est une expérience de spectroscopie lorsque la lumière absorbée sert simplement à évaporer la gouttelette d'hélium. Mesurer la disparition de la gouttelette en fonction de la longueur d'onde du laser d'excitation revient à mesurer le spectre d'absorption de la molécule ou du système moléculaire hébergé dans la gouttelette. De tels spectres apportent une information structurale importante. Ces expériences sont conduites sur plusieurs dispositifs expérimentaux existants.
Le stage portera en priorité sur le second aspect. Son prolongement en thèse (sous condition de l'obtention d'une bourse) pourra faire appel au premier type d'expériences. Le(a) candidat(e) intéressé(e) doit postuler avant la fin du mois de décembre de l'année en cours.
This internship will focus on basic problems in molecular physical chemistry with the aim to identify and model the factors that influence a chemical reaction, in particular the structural factors.

This work is primarily experimental. It uses helium droplets as reaction medium after the molecule or the molecular assembly of interest was deposited on these droplets. In practice, helium droplets are generated by a supersonic expansion. By playing with the expansion conditions, we can adjust the size of the droplets. Then, the beam passes through several areas of collisional trapping which allows reagent molecules and solvent molecules to be deposited in the droplets. A technique, which was originally developed in our laboratory allows a strict determination of the number of deposited molecules which participated to the process under study, hence giving access to the stoichiometry of this processes which are studied in these droplets is well defined. The latter are induced by absorption of light of appropriate wavelength by the molecular system under study. This allows one to perform two types of experiments. One is a reaction dynamics experiment when the light absorption induced a reactive process whose dynamics informs on the set of forces responsible for this reaction.
The second is a spectroscopy experiment when the absorbed light simply evaporates the helium droplet. In the latter case, measuring the droplet evaporation as a function of the wavelength of the excitation laser is a direct measurement of the absorption spectrum of the molecules or the molecular assembly which is hosted by the droplet. Such spectra provide important structural information. These experiments are conducted on several existing experimental devices.

The intership will focus primarily on the second aspect and its extension as a PhD thesis will call the first type of experiences. Of course, continuation of the internship by a PhD thesis assumes that a scholarship is obtained. Candidates have to apply before the end of December of the current year.

Mots clés/Keywords

Chimie-physique, spectroscopie moléculaire, dynamique réactionnelle, laser, spectrométrie de masse, jet supersonique, cryogénie
Physical-chemistry, molecular spectroscopy, reaction dynamics, laser, mass spectrometry, supersonic jet, cryogenics.

Compétences/Skills

Physique moléculaire
Molecular Physics

Logiciels

C, Word, Excel

 

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