Simulation des molécules de métaux alcalins M2+ immergées dans des agrégats de néon : Structures, propriétés spectroscopiques, dynamiques non-adiabatiques

par David Zanuttini

Thèse de doctorat en Milieux denses, matériaux et composants

Sous la direction de Benoit Gervais.

Soutenue en 2009

à Caen .


  • Résumé

    Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier les propriétés des molécules de métaux alcalins M2+ immergées dans des agrégats de néon, par le biais de simulations numériques. Nous développons une approche globale dans laquelle la détermination de la structure électronique se réduit à un problème à un électron. Ce dernier évolue dans un potentiel modélisé par des pseudo-potentiels semi-locaux à cœur polarisable. Nous les avons paramétrés après avoir calculé les courbes de potentiel des dimères MNe et M+Ne de manière ab initio. Nous effectuons une dynamique moléculaire classique, en y incorporant un traitement des couplages non-adiabatiques grâce à un algorithme de saut de surface. Nous avons trouvé les géométries d'équilibres des systèmes M2+Nen jusqu'à la première couche de solvatation de la molécule. Nous en avons déduit les propriétés statiques de ces systèmes en examinant les énergies de liaison, les distances d'équilibre, et les spectres optiques d'absorption. Nous avons ensuite étudié la dynamique de ces systèmes placés initialement sur un état excité. Nous avons établi que le taux de photodissociation dépend fortement du nombre d'atomes de néon et de l'ordre des transitions électroniques. Nous avons observé un effet de cage pour les systèmes Li2+Nen à partir de 18 atomes de néon. Nous avons également effectué des analyses sur la distribution des fragments produits, sur les états moléculaires stabilisés, et sur la localisation de la charge dans les systèmes asymétriques.

  • Titre traduit

    Simulation of M2+ alkali molecules embedded in neon clusters : Structures, spectroscopic properties, nonadiabatic dynamics.


  • Résumé

    The purpose of this thesis is to study the properties of M2+ alkali molecules embedded in neon clusters, by means of numerical simulations. We developped a comprehensive approach in which the electronic structure determination is reduced to a one-electron problem. The electron evolves in a potential modelled by semi-local core polarization potentials. Their parametrization was completed after we performed ab initio calculations of the potential energy curves of MNe and M+Ne dimers. We carry out a classical molecular dynamic, including a nonadiabatic coupling treatment, by means of a surface hopping algorithm. We found equilibrium geometries of the M2+Nen systems, up to the first solvation shell of the molecule. We deduced the static properties of these systems, investigating binding energies, equilibrium distances and optical absorption spectra. Then, we studied the dynamics of these systems, initially promoted to an excited state. We established that photofragmentation yield highly depends on the number of neon atoms and on electronic transition ordering. We observed a cage effect for M2+Nen systems for n>18. We also performed analysis of product fragment distribution, stabilized molecular states and electronic charge localization in asymmetrical systems.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-195 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-195

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2009-53
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2009-53bis
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