Dynamique quantique de diffusion de molécules diatomiques dissociées et adsorbées

The quantum dynamics of the diffusion of dissociatively adsorbed diatomic molecules

• Auteur / Autrice : Thiago Diamond Reis Firmino
• Direction : Roberto Marquardt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie informatique et théorique
• Date : Soutenance le 27/05/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Maurice Monnerville
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antoine Bonnefont
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Tremblay
• DOI : 10.70675/0038dc3cz4209z42faz9b4fz7090eca0c6d4

Mots clés

Mots clés contrôlés

Molécules diatomiques

Adsorption

Surfaces d'énergie potentielle

Chimie quantique

Mots clés libres

Adsorption dissociative

Diffusion quantique

Multiconfiguration time-tependent Hartree (MCTDH)

Surface d'énergie potentielle

Spectroscopie vibrationnelle

Résonance de fermi

Spectromètre de pertes d’énergie d’électrons à haute résolution (HREELS)

Dissociative adsorption

Quantum diffusion

Multiconfiguration time-dependent Hartree (MCTDH)

Surface potential energy

Vibrational spectroscopy

Fermi resonance

High resolution electron energy loss spectroscopy (HREELS)

Résumé

Les travaux réalisés au cours de cette thèse portent sur la dynamique quantique de diffusion d'atomes d'hydrogène sur une surface de palladium (111). L'étude du système 3D a permis de détailler le spectre infrarouge de H/Pd(111) en mettant en évidence l'existence sur différents sites d'adsorption d'états localisés fortement couplés (résonance de Fermi). Ce phénomène gouverne la diffusion des atomes d'hydrogène sur une échelle de temps ultra-rapide (fs).L'étude du système 6D (H2/Pd(111)) a montré que les transitions observées sont, en fait, des bandes de transition entre plusieurs états d'adsorption quasi-dégénérés. L'accord entre les valeurs calculées et mesurées est, par contre, significativement moins bon qu'entre celles calculées pour le système 3D et les données mesurées. Est-ce que l'hydrogène adsorbé sur le palladium existe sous la forme d'une molécule diatomique faiblement lié? Cette thèse a fourni certains éléments de réponse à cette question, qui reste cependant encore ouverte.

The work carried out during this thesis focuses on the quantum dynamics of the diffusion of hydrogen atoms on a surface of palladium (111). The study of the 3D system allowed us to detail the infrared spectrum of H/Pd (111), showing the existence of different adsorption sites on which localized states exist that are strongly coupled (Fermi resonance). This phenomenon governs the diffusion of hydrogen atoms in an ultra-fast time scale (fs).The study of the (6D) H2/Pd(111) system has shown that the transitions observed are in fact transition bands between several quasi-degenerate adsorption states. The agreement between the calculated and measured values is significantly less good than that between the data calculated for the 3D system and the measured data. Does adsorbed hydrogen on palladium exist in the form of a weakly bound H2 molecule? This thesis has provided some answers to this question, which remains open, hovewer, to some extent.