Thèse de Nicolas Thiré, LCAR : novembre 2011


Titre : Photodynamiques moléculaires sondées par imagerie de vecteurs vitesses et génération d’harmoniques d’ordre élevé

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Résumé :
Cette thèse traite de l’étude de phénomènes ultra-rapides, et plus particulièrement de dynamiques de relaxation initiées par une impulsion femtoseconde (10^(-15) s).

La première partie décrit des mécanismes de relaxation moléculaires sondés à l’aide d’un imageur de cartographie de vecteurs vitesses tandis que la seconde examine la sensibilité de la génération d’harmoniques d’ordre élevé (GHOE) à la structure d’un atome et d’une molécule, et utilise ce phénomène comme sonde d’une dynamique moléculaire.

L’imagerie de vecteurs vitesses a permis d’étudier deux systèmes : l’iodure de méthyle (CH3I), excité dans son premier état de Rydberg et le tetrathiafulvalène (TTF - C6H4S4). Sur cette seconde molécule le but est de caractériser les deux bandes majoritaires d’absorption aux alentours de 300 nm. Durant l’étude de la photodissociation de CH3I, nous sommes remontés à la distribution vibrationnelle du fragment CH3 alors que pour le TTF une force de liaison du dimère a été extraite. L’interprétation des spectres de photoélectrons lors de l’étude de l’iodure de méthyle permet une bonne compréhension des dynamiques depuis et/ou en résonance avec des états proches du potentiel d’ionisation.

Dans la seconde partie, la structure électronique d’atome ou de molécule est sondée par la génération d’harmoniques d’ordre élevé. Dans un premier temps, le minimum de la section efficace totale de photoionisation de l’argon (nommé minimum de Cooper) a été observé et étudié dans le spectre harmonique. Cette étude sur un système simple qu’est un atome, a permis la mise au point d’un modèle théorique fiable et complet. La GHOE dans un système moléculaire : la fenchone (C10H16O), a clairement montré la sensibilité du rayonnement harmonique à la structure électronique moléculaire. Ce système chirale interagit de manière différente avec un rayonnement polarisé elliptiquement selon l’énantiomère considéré. Pour finir, l’utilisation de la GHOE pour sonder une dynamique moléculaire, amorcée par un réseau transitoire d’excitation à 400 nm, a été réalisée sur le dioxyde d’azote (NO2). Sur cette molécule deux échelles de temps ont été sondées : une dissociation picoseconde et un transfert de population depuis le premier état excité vers le fondamental par le biais d’une intersection conique, sur une échelle femtoseconde.

Durant la soutenance tous ces sujets ne seront pas abordés par manque de temps. La soutenance présentera les résultats sur l’alignement de CH3, la sensibilité de la génération d’harmoniques d’ordre élevé à la chiralité et pour finir les dynamiques résultant de l’excitation de NO2 par une impulsion vers 400 nm sondées par GHOE.


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