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Belkhodja, Yacine
Sorbonne Universite, Ecole doctorale de Chimie Physique et chimie analytique de Paris Centre - ED 388, laboratoire Monaris - De la Molecule aux Nanos-objets, Reactivite, Interactions et Spectroscopies, Batiment F 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05 (France)2020
Sorbonne Universite, Ecole doctorale de Chimie Physique et chimie analytique de Paris Centre - ED 388, laboratoire Monaris - De la Molecule aux Nanos-objets, Reactivite, Interactions et Spectroscopies, Batiment F 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05 (France)2020
AbstractAbstract
[en] In this thesis the results of experimental studies of high resolution infrared laser spectroscopy in supersonic jet of several weakly bound complexes involving the ammonia or water molecule and a noble gas are presented. The SPIRALES spectrometer used for the experimental studies is also described in detail. It combines a quantum cascade laser source and a pulsed supersonic jet. The sensitivity of the setup is due to the coupling of the laser source with an astigmatic multipass optical cavity which allows the increase of the path length of the laser source with the jet. The complexes studied in the present thesis are bound by van Waals interactions and are described as pseudo-diatomic systems. The series of van der Waals complexes of the ammonia molecule with the noble gases (Ne, Ar, Kr, and Xe) has been studied in the ν2 umbrella mode of the ammonia molecule. Transitions in the system are assigned using Ab Initio calculation of rovibrational states based on a four-dimensional potential energy surface. The tunneling splitting caused by the double-well umbrella inversion potential is also characterized and discussed. The Coriolis coupling existing in NH3-GR complexes is analyzed for the entire complex series. The binary van der Waals complex formed by the water molecule and the Krypton atom has been studied in the ν2 folding mode. The spectra are analyzed using pseudo-diatomic Hamiltonians. The Coriolis coupling is also discussed. The obtained results are compared to the studies performed for the H2O-Ar complex. (author)
[fr]
Dans cette these, des experiences de spectroscopie laser infrarouge haute resolution en jet supersonique ont ete realises pour caracteriser la dynamique interne de plusieurs complexes faiblement lies entre une molecule partenaire comme l'ammoniac ou l'eau, et un atome de gaz rare. Le spectrometre SPIRALES utilise pour la realisation des etudes experimentales est decrit pour la premiere fois en detail. Il couple une source laser a cascade quantique accordable dans le moyen infrarouge et un jet supersonique pulse. La sensibilite du montage est amelioree grace au couplage de la source laser avec une cavite optique multipassage astigmatique qui permet d'augmenter le parcours d'absorption de la source laser dans l'expansion supersonique du jet. L'implementation d'un injecteur a geometrie planaire de type fente dote d'un distributeur multicanaux pour homogeneiser le flux gazeux a egalement ete realisee durant cette these. Grace a cette nouvelle version de fente un gain important en densite de complexes faiblement lies est obtenu, avec comme consequence, une amelioration notable du rapport signal sur bruit et de la resolution spectrale du montage. Les complexes etudies dans cette these sont lies par des interactions de van Waals et sont decrits comme des systemes pseudo-diatomiques. La serie des complexes de van der Waals de la molecule d'ammoniac avec les gaz rares (Ne, Ar, Kr et Xe) a ete etudiee dans la region spectrale du mode parapluie (ν2) de la molecule d'ammoniac. Les transitions rovibrationnelles observees sont attribuees a l'aide de calculs ab initio des etats rovibrationnels bases sur une surface d'energie potentielle a quatre dimensions qui inclut explicitement la coordonnee reactionnelle de l'inversion parapluie. Le dedoublement tunnel provoque par le potentiel d'inversion parapluie a double puits est egalement caracterise et discute. Les couplages de Coriolis particulierement forts et nombreux, sont analyses pour toute la serie des complexes NH3-GR. Le complexe de van der Waals binaire forme par la molecule d'eau et l'atome de krypton a ete etudie dans la region du mode de pliage ν2. Les spectres sont analyses a l'aide des Hamiltoniens pseudo-diatomiques. Le couplage de Coriolis est egalement discute. Les resultats obtenus sont compares aux etudes experimentales et theoriques realisees pour le complexe H2O-Ar. (auteur)Original Title
Dynamique interne des complexes de van der Waals sondee par spectroscopie infrarouge haute resolution en jet supersonique
Primary Subject
Secondary Subject
Source
2 Oct 2020; 147 p; 131 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses; These de doctorat de Chimie-Physique
Record Type
Miscellaneous
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
AMMONIA, COMPLEXES, CORIOLIS FORCE, ENERGY RESOLUTION, HAMILTONIANS, INFRARED SPECTRA, INFRARED SPECTROMETERS, JETS, LASER SPECTROSCOPY, POTENTIAL ENERGY, RARE GASES, ROTATIONAL STATES, SENSITIVITY, SIGNAL-TO-NOISE RATIO, SUPERSONIC FLOW, TUNNEL EFFECT, VAN DER WAALS FORCES, VIBRATIONAL STATES, WATER
DIMENSIONLESS NUMBERS, ELEMENTS, ENERGY, ENERGY LEVELS, EXCITED STATES, FLUID FLOW, FLUIDS, GASES, HYDRIDES, HYDROGEN COMPOUNDS, MATHEMATICAL OPERATORS, MEASURING INSTRUMENTS, NITROGEN COMPOUNDS, NITROGEN HYDRIDES, NONMETALS, OXYGEN COMPOUNDS, QUANTUM OPERATORS, RESOLUTION, SPECTRA, SPECTROMETERS, SPECTROSCOPY
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