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Sujet de stage / Master 2 Internship

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Spectroscopie et dynamique de molécules hébergées dans des gouttelettes d'hélium

Spécialité : PHYSIQUE / Physique moléculaire

Contact : BRIANT Marc,
e-Mail : marc.briant@cea.fr,   Tel : +33 1 69 08 81 21
Laboratoire : LIDYL/DyR

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Durée du stage : 0-4 mois
Date limite de constitution de dossier : 10/04/2019

Résumé :
L'objectif est d'identifier et de comprendre les processus fondamentaux qui accompagnent l'absorption de lumière par des molécules ou des assemblages moléculaires hébergés dans des gouttelettes d'hélium. Ces études sont orientées pour décrypter les aspects physicochimiques très fondamentaux qui interviennent dans la définition de la structure et la dynamique de systèmes comportant de très nombreux degrés de liberté.

Sujet détaillé :
Le stage portera sur des problématiques fondamentales en physico-chimie moléculaire avec pour objectif d’identifier les différents conformères de molécules possédant de nombreux degrés de liberté (les molécules biologiques souvent flexibles, par exemple) ainsi que l’influence de l’environnement sur ces conformères. Le travail, essentiellement expérimental, consistera à utiliser des gouttelettes d’hélium superfluide comme support pour réaliser la spectroscopie de la molécule ou de complexes moléculaires dont nous voulons étudier la structure.
En pratique, les gouttelettes d’hélium sont générées par nucléation lors de la détente supersonique d'hélium gazeux refroidi. Jouer sur les conditions de détente permet d'ajuster la taille des gouttelettes. Le faisceau traverse ensuite plusieurs zones de piégeage collisionnel ce qui permet de déposer dans les gouttelettes, les molécules étudiées ainsi que des molécules de solvant. Une technique développée dans notre laboratoire permet un contrôle strict du nombre de molécules déposées. La stœchiométrie de l’assemblage moléculaire étudié dans ces gouttelettes est donc bien définie. La spectroscopie est réalisée par l’absorption de lumière de longueur d'onde appropriée par la molécule étudiée. La molécule ainsi excitée relaxe ensuite son énergie à l’agrégat d’hélium, le fragilisant et conduisant à l’évaporation de ce dernier. Mesurer la disparition des gouttelettes en fonction de la longueur d'onde du laser d'excitation permet alors de 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 pourront être conduites sur plusieurs dispositifs expérimentaux existants.
Techniques utilisées au cours du stage :
Spectroscopie moléculaire Laser Spectrométrie de masse

Mots clés : Physique-chimie, spectroscopie moléculaire, laser, spectrométrie de masse, jet supersonique, cryogénie

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