CEA |   |   |   |   |   |   | webmail : intra - extra |  Accès VPN-SSL | Contact | English

Les sujets de thèses

Dernière mise à jour : 30-04-2017

4 sujets IRAMIS

«««

• Physique atomique et moléculaire

 

Augmentation de l'énergie de re-collision dans la diffraction électronique induite par laser

SL-DRF-17-0532

Domaine de recherche : Physique atomique et moléculaire
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

Attophysique (ATTO)

Saclay

Contact :

Christian CORNAGGIA

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Christian CORNAGGIA

CEA - DRF/IRAMIS/LIDYL/ATTO

+33 1 69 08 43 65

Directeur de thèse :

Christian CORNAGGIA

CEA - DRF/IRAMIS/LIDYL/ATTO

+33 1 69 08 43 65

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=ccor

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDyL/

Voir aussi : http://attolab.fr/

Le projet de thèse vise à développer une nouvelle méthode d’imagerie moléculaire ultra-rapide en phase gazeuse à partir des dernières avancées de la physique atomique en champ laser intense. Le principe est d’analyser la rediffusion du photoélectron sur le cœur ionique afin d’en mesurer les caractéristiques moléculaires avec une résolution temporelle pouvant aller jusqu’à la centaine d’attosecondes. Jusqu’à présent, nous avons pu extraire les sections efficaces différentielles de collision élastique électron-ion pour des molécules simples avec des énergies de collision de l’ordre de quelques dizaines d’électronvolts en travaillant à 0.8 µm dans la gamme d’éclairement 10^{13}-10^{14} W/cm^2, et avec des impulsions de 10 à 40 femtosecondes. La faible énergie de collision complique notablement le calcul des sections efficaces pour remonter à la géométrie moléculaire et élimine la possibilité d’utiliser les modèles à atomes indépendants utilisés en diffraction électronique usuelle. Les objectifs du travail de thèse sont d’explorer la validité de ces modèles dans le cas de la rediffusion et de les tester en augmentant l’énergie de la collision. À cet effet, trois stratégies expérimentales seront abordées à savoir l’augmentation de l’éclairement tout en réduisant la durée des impulsions laser en dessous de 10 femtosecondes, l’augmentation de la longueur d’onde laser dans le moyen infrarouge à 1.6 µm et 3.2 µm, et enfin l’injection du photoélectron à basse énergie dans le continuum grâce à une première impulsion femtoseconde à 0.8 µm voire attoseconde dans l’EUV, et l’augmentation d’énergie de ce dernier par une impulsion dans le moyen infrarouge à 3.2 µm. Il s’agit d’un travail théorique et expérimental nécessitant un goût prononcé pour la physique atomique et moléculaire, la technologie des impulsions laser femtosecondes, le calcul numérique et l’expérimentation. Les expériences seront menées à Saclay à 0.8 µm et à Palaiseau dans le moyen infrarouge. Le travail théorique sera effectué en collaboration avec le Laboratoire des solides irradiés à Palaiseau et l'Institut des sciences moléculaires d’Orsay.

Dynamique électronique dans les biomolécules : une approche duale expérience-théorie

SL-DRF-17-0172

Domaine de recherche : Physique atomique et moléculaire
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

(SBM)

Saclay

Contact :

Michel MONS

Valérie BRENNER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Michel MONS

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/SBM

01 69 08 20 01

Directeur de thèse :

Valérie BRENNER

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/SBM

01.69.08.37.88

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/valerie.brenner/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDyL/SBM/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/michel.mons/

De nombreux systèmes moléculaires complexes absorbent la lumière dans l’UV, certains d’extrême importance pour la biologie, comme les bases de l’ADN ou les protéines. Les états excités peuplés par l’absorption UV bénéficient de mécanismes de désactivation d’importance majeure pour la photostabilité de ces espèces. Ces processus, souvent ultrarapides, offrent un moyen rapide et efficace de dissiper l’excitation électronique sous forme de vibrations, évitant ainsi les réactions photochimiques qui conduisent généralement à des dommages structurels affectant la fonction biologique du système. Notre connaissance de ces processus qui contrôlent la durée de vie de l’état excité peut être approfondie à travers l’étude en phase gazeuse de systèmes d’intérêt biologique modèles mimant des fragments des constituants du vivant comme par exemple, les peptides pour les protéines. L’objectif principal de cette thèse est donc d’étudier la dynamique électronique de systèmes d’intérêt biologique, i.e., des modèles des constituants du vivant, et ainsi d’appréhender les phénomènes élémentaires qui contrôlent la durée de vie des états excités de ces systèmes. L’approche mixte expérience-théorie, qui utilisera des développements méthodologiques récents, reposera sur :

i) La caractérisation expérimentale des durées de vie en fonction des espèces étudiées (expérience pompe-sonde en régime nano-, pico- et femtoseconde) ainsi que de la cascade d’états formés. Les expériences bénéficieront notamment du diagnostic d’imagerie de photoélectrons, qui permettra de suivre le chemin de relaxation suivi par le système, et notamment d’apprécier le rôle de ses différents états excités et de sa conformation,

ii) la modélisation des surfaces d’énergie potentielle (SEP) des états excités de ces systèmes et en particulier, la détermination des zones critiques sur la surface, comme les intersections coniques, et des mouvements induisant les mécanismes de désactivation. La taille des systèmes, leur flexibilité, la présence de liaisons non-covalentes qui gouvernent les structures et la nature très diverse des états excités requièrent la mise en œuvre d’une stratégie calculatoire multi-étapes et multi-niveaux, faisant appel à des méthodes de chimie quantique sophistiquées (dynamique non-adiabatique, méthode « Coupled Cluster » et méthode d’interaction de configuration multiréférence).

Enfin, ce travail de thèse s’effectuera dans le cadre du projet ANR ESBODYR («Excited States of BiO-relevant systems: towards ultrafast DYnamics with conformational Resolution» (Défis de tous les savoirs, Coord. V. Brenner, 2014-2017)

Dynamique électronique de biomolécules : vers une modélisation des mécanismes de désactivation des états excités.

SL-DRF-17-0174

Domaine de recherche : Physique atomique et moléculaire
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

(SBM)

Saclay

Contact :

Valérie BRENNER

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2017

Contact :

Valérie BRENNER

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/SBM

01.69.08.37.88

Directeur de thèse :

Valérie BRENNER

CEA - DRF/IRAMIS/LIDyL/SBM

01.69.08.37.88

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/valerie.brenner/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDyL/SBM/

De nombreux systèmes moléculaires complexes absorbent la lumière dans l’UV, certains d’extrême importance pour la biologie, comme les bases de l’ADN ou les protéines. Les états excités peuplés par l’absorption UV bénéficient de mécanismes de désactivation d’importance majeure pour la photostabilité de ces espèces. Ces processus, souvent ultrarapides, offrent un moyen rapide et efficace de dissiper l’excitation électronique sous forme de vibration, évitant ainsi les réactions photochimiques conduisant généralement à des dommages structurels susceptibles d’affecter la fonction biologique du système. Notre connaissance de ces processus qui contrôlent la durée de vie de l’état excité peut être approfondie à travers l’étude en phase gazeuse de systèmes d’intérêt biologique modèles mimant des fragments des constituants du vivant comme par exemple, les peptides pour les protéines. La taille des systèmes, leur flexibilité, la présence de liaisons non-covalentes qui gouvernent les structures et la nature très diversifiée des états excités nécessitent d’avoir recours à des modèles théoriques sophistiqués pour une complète caractérisation des structures et la détermination des mécanismes de relaxation des premiers états excités. L’objectif principal de cette thèse est donc de mettre au point une stratégie calculatoire faisant appel à des méthodes de chimie quantique sophistiquées permettant non seulement la caractérisation des premiers états excités de ces systèmes mais aussi une modélisation partielle des surfaces d’énergie potentielle de ces états afin d’en appréhender la dynamique électronique. Enfin, ce sujet est en relation directe avec des expériences de spectroscopies menées dans notre équipe sur ces systèmes, expériences utilisant les récents développements des techniques expérimentales de spectroscopie en phase gazeuse donnant accès à des données très précises sur les propriétés spectroscopiques et la dynamique électronique de relaxation. Par ailleurs, il s’effectuera dans le cadre d’un projet de l’ANR, ESBODYR ou «Excited States of BiO-relevant systems: towards ultrafast Dynamics with conformational Resolution» (Coord. V. Brenner, 2014-2017)

Spectroscopie et dynamique d’assemblages moléculaires à base de porphyrine

SL-DRF-17-0462

Domaine de recherche : Physique atomique et moléculaire
Laboratoire d'accueil :

Service Laboratoire Interactions, Dynamique et Lasers (LIDyL)

(DYR)

Saclay

Contact :

Lionel POISSON

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2016

Contact :

Lionel POISSON

CNRS-UMR9222 - DSM/IRAMIS/LIDYL/DYR

01 69 08 51 61

Directeur de thèse :

Lionel POISSON

CNRS-UMR9222 - DSM/IRAMIS/LIDYL/DYR

01 69 08 51 61

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/lionel.poisson/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/LIDYL/DyR/

Ce sujet de thèse est une approche fondamentale destinée à mieux appréhender les interactions dans des systèmes moléculaires hybrides associant métaux et molécules organiques. Son but est de comprendre et de modéliser la structure et la dynamique de formation de ces complexes moléculaires, ainsi que leur dynamique de relaxation électronique.



Un moyen efficace de fabriquer et étudier des structures organométalliques modèles, est d'utiliser de fines gouttelettes d’hélium superfluide, comme nano-réacteur chimique. Dans la pratique, lors de cette thèse, un des composants sera une porphyrine afin d’adresser des problématiques en lien avec le photovoltaïque. La spectroscopie IR des assemblages moléculaires hébergés dans les gouttelettes d'hélium sera l’outil de choix pour renseigner sur les aspects structuraux. La dynamique de relaxation électronique suite à une excitation sera également traitée au cours de cette thèse. C’est la spectroscopie électronique résolue en temps, réalisée sur ATTOLab, qui sera utilisée pour informer sur les dynamiques correspondantes. Soulignons que le dispositif expérimental GOUTTELIUM sur lequel la partie spectroscopique de cette thèse sera conduite, est unique en France.

 

Retour en haut