Anharmonicité et spectroscopie IR de systèmes moléculaires complexes : application aux hydrocarbures aromatiques polycycliques
Auteur / Autrice : | Marie Basire |
Direction : | Pascal Parneix |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance en 2010 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Partenaire(s) de recherche : | Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) |
Mots clés
Résumé
Mon travail de thèse, de nature théorique, a porté sur la spectroscopie IR de systèmes moléculaires complexes. Je me suis focalisée sur les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAPs), dont la présence dans le Milieu InterStellaire (MIS) est bien établie à partir de leur signature spectrale dans le domaine IR. Le but de cette étude est de sonder les effets d'anharmonicité de la surface d'énergie potentielle de l'état électronique fondamental sur les profils spectraux. Les spectres simulés sont confrontés aux données expérimentales et/ou observationnelles afin de tester la présence de molécules HAPs isolées dans le MIS. Dans un premier temps, j'ai simulé les spectres d'absorption et d'émission dans l'ensemble microcanonique, à partir d'une procédure Monte Carlo multicanonique. Pour ce faire, j'ai développé une méthode originale, basée sur l'algorithme Wang-Landau, permettant de calculer la densité d'états rovibrationnels anharmonique quantique. Le spectre d'absorption IR d'une molécule à une température donnée peut alors être calculé simplement, et l'étude de l'évolution du profil spectral des différentes bandes (ro-)vibrationnelles en fonction de la température interne de la molécule est aisée. Les spectres d'émission résultant d'une cascade d'émission IR dans l'état électronique fondamental ont également été simulés par une procédure Monte Carlo cinétique. Le même schéma théorique a permis de calculer les spectres d'absorption multiphotonique de HAPs, et de les comparer aux spectres d'absorption. Finalement, la simulation du spectre d'absorption IR de HAPs en fonction de la température a été abordée par dynamique moléculaire ab-initio de type Car-Parrinello.