École Doctorale «Sciences de la Matière» de Rennes (ed sdlm) – N° 254
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- Allocations de coopération internationale Dotation des allocations thématiques
- Thème (300 caractères maxi) (rubrique obligatoire)
- Unité de recherche concernée UMR 6251 Institut de Physique de Rennes (IPR)
- Domaine scientifique secondaire (à préciser en cas dinterface) Chimie
- Libellé ACI/Programme ou Discipline Concernée (rubrique obligatoire)
- Nombre dallocations demandées pour ce thème (rubrique obligatoire) : 1
- Responsables : Alexandra Viel, Jean-Michel Launay
- Institut de Physique de Rennes IPR, UMR 6251
- DS 2 Directeur de thèse : Alexandra VIEL Jean-Michel LAUNAY
- Intitulé unité et N° unité : Institut de Physique de Rennes IPR, UMR 6251
- Anne RENAULT
- Lien web, sujet détaillé
- Chimie et Photonique Moléculaires (CPM) Directrice du laboratoire : Mireille Blanchard-Desce
- Titre
- Programme de recherche pour les 3 années
- Collaborations internationales
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UMR6566-Monnier Intitulé français du sujet : Le cadre chronologique et paléo-environnemental des occupations préhistoriques pléistocènes de l’Ouest de la France en contexte européen. Changements climatiques et adaptations humaines. Intitulé anglais du sujet : Chronological and palaeoclimatic framework of the Pleistocene prehistoric settlements of Western France in European context. Climatic changes and human adaptations. Unité de Recherche: UMR 6566 : CReAAH Domaine scientifique principal: Domaine scientifique secondaire: Thème & sous-thème prioritaire: (3) Sciences de la Terre et de l’Univers, Ecologie, Environnement / (3b) Fonctionnement et évolution des écosystèmes : impact des changements globaux sur le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes naturels et « anthropisés » (incluant flux de matière et d’énergie, ressources en eau, dynamiques biogéochimiques, interactions hommes-milieux-territoires, dynamique des ressources exploitées). Directeur de thèse: MONNIER Jean-Laurent, Docteur d’Etat jean-laurent.monnier@univ-rennes1.fr Mots clés : Pléistocène moyen et supérieur – Massif armoricain – gisements paléolithiques – paléo-environnements – variations du niveau et des rivages marins - changements climatiques – chronostratigraphie - sédimentologie – datations Objectifs : reprendre et poursuivre les travaux sur le cadre stratigraphique du paléolithique armoricain à partir des dépôts de la périphérie du Massif armoricain (dépôts loessiques, limoneux, littoraux fossiles, paléosols…). Contribuer à préciser la datation des gisements paléolithiques et leur contexte paléo-climatique et paléo-environnemental (variations du rivage marin). Poursuivre et affiner l’échelle chronostratigraphique de référence pour les premiers peuplements de l’extrême ouest de l’Europe. Modélisation des paléo-paysages. Démarche : Affiner les corrélations et l’interprétation des dépôts observés en falaises marines sur la côte ; définir des « fenêtres » d’observation, sachant que ces dépôts conservés et visibles en falaises sont en voie de disparition rapide du fait de l’érosion et des aménagements. Moyens : levers de terrain (coupes en falaises…), stratigraphie et étude des paléosols enterrés, analyses sédimentologiques et chimiques, en rapport avec la présence d’occupations paléolithiques avérées.
Institut de Physique de Rennes IPR, UMR 6251 Université de Rennes 1 Directrice du Laboratoire : Anne RENAULT – anne.renault@univ-rennes1.fr
Institut de Physique de Rennes IPR, UMR 6251 Université de Rennes 1 Directrice du Laboratoire : Anne RENAULT – anne.renault@univ-rennes1.fr Proposition de sujet de th_ese Equipe de Simulation des Interactions entre Mol_ecules, Photons et Atomes (SIMPA) Institut de Physique de Rennes (IPR) Universit_e de Rennes 1, Campus Beaulieu, F-35042 Rennes
T_elephone: 02 23 23 67 51, 02 23 23 56 63 Web: http://www.ipr.univ-rennes1.fr/SIMPA
recherche comme les r_eactions ultra-rapides, la chimie de l'atmosph_ere, et la photo-stabilit_e de certaines biomol_ecules. En particulier, un int_er^et grandissant se porte actuellement sur l'_etude th_eorique de la dynamique en pr_esence d'intersections coniques [1]. La photostabilit_e de la vie peut ^etre reli_ee au fait qu'il existe un m_ecanisme permettant la transformation en chaleur de l'_energie de photons ultraviolet (UV) absorb_es, et cela, sans conduire _a une dissociation photo-chimique destructrice [2]. La plupart des mol_ecules organiques sont d_etruites par le rayonnement UV car l'_energie des photons correspondants est su_sante pour briser les liaisons colaventes. Des exceptions existent cependant. En e_et des r_esultats exp_erimentaux et th_eoriques sur les quatre acides anim_es constitutifs de l'ADN, montrent que des processus non-radiatifs rapides se d_eroulant via des intersections coniques permettent de les stabiliser vis-_a-vis de la lumi_ere. La dynamique non-adiabatique joue _egalement un r^ole crucial pour la chimie de l'atmosph_ere. En e_et, les radicaux pr_esentent g_en_eralement une forte densit_e d'_etats _electroniques propice _a la pr_esence d'intersections coniques. Celles-ci, accessibles _energ_etiquement par radiation visible ou UV, conditionnent le comportement du syst_eme apr_es une photo-excitation. Pour beaucoup de syst_emes mol_eculaires importants en chimie de l'atmosph_ere, la compr_ehension de cette dynamique non-adiabatique est incompl_ete. La photodissociation du radical NO3 est un exemple typique d'un cas o_u les r_esultats exp_erimentaux ne sont pas enti_erement compris. Avant toute _etude de la dynamique d'un syst_eme chimique, il est n_ecessaire de conna^_tre la surface d'_energie potentiel (SEP) qui est une fonction des nombreuses coordonn_ees internes. La construction d'une surface _electronique est un d_e_ en soi. Dans le cas de l'_etude de processus non-adiabatiques, la di_cult_e est accrue par le fait qu'il est n_ecessaire de construire plus d'une SEP mais aussi de repr_esenter les couplages entre les _etats _electroniques. De plus, pour les syst_emes pr_esentant des voies de dissociation _a basse _energie ou lorsqu'une _etude _a haute _energie est consid_er_ee, l'anharmonicit_e des surfaces de potentiel devient importante et elle ne peut plus ^etre n_eglig_ee. Pour cette raison, nous avons r_ecemment d_evelopp_e une m_ethode pour inclure l'anharmonicit_e dans les SEP coupl_ees pour des syst_emes Jahn-Teller et pseudo Jahn-Teller [3, 4]. L'utilisation de ces surfaces coupl_ees r_ealistes pour l'_etude quantique de la dynamique en grande dimensionalit _e est possible gr^ace au d_eveloppement de l'approche Multicon_gurational Time Dependent Hartree (MCTDH)[5] pour la propagation de paquet d'onde. Cette nouvelle m_ethodologie a _et_e appliqu_ee avec succ_es _a l'_etude de la dynamique non-adiabatique induite par la photo-ionisation de l'ammoniac (NH3) [6]. Cependant, l'_etude de NH+ 3 ainsi que des travaux pr_eliminaires sur le radical NO3, montrent clairement que le mod_ele doit ^etre modi__e pour permettre la prise en compte de la zone asymptotique des surfaces de potentiel coupl_ees car bas_ee sur une interpolation polynomiale des SEP et des couplages. Par construction, la m_ethode d_evelopp_ee jusqu'_a pr_esent [3, 4] est ine_cace pour repr_esenter les r_egions asymptotiques. Le sujet de th_ese propos_e inclut donc le d_eveloppement, l'impl_ementation, la validation et l'application de m_ethodes pour la mod_elisation de surface de potentiel coupl_ees dissociatives en vue d'_etudes de dynamique quantique. Le projet de recherche est au centre d'une collaboration avec le groupe de chimie th_eorique de W. Eisfeld (Bielefeld, Allemagne). Cette collaboration est soutenue par l'UFA sous la r_ef_erence G2R-FA-136-07 \Anharmonicit_e et couplages non adiabatique : surfaces d'_energie potentielle et dynamique multi-surface ". Le sch_ema mis au point au cours de la th_ese sera appliqu_e et test_e sur NH+ 3 et NO3 avant d'^etre utilis_e pour l'_etude d'autres syst_emes d'int_er^et photo-chimique. Le doctorant acquerra donc une exp_erience dans le domaine de la dynamique quantique avec en plus l'aspect concernant la mod_elisation des potentiels d'interaction. Il devra utiliser et participer au d_eveloppement de programmes informatiques en Fortran. Une bonne formation en m_ecanique quantique et/ou en chimie th_eorique est n_ecessaire. [1] Domcke, W., Yarkony, D. R., and Koppel, H. Conical Intersections: Electronic Structure, Dynamics and Spectroscopy. World Scienti_c, Singapore, (2003). [2] Sobolewski, A. L. and Domcke, W. \The chemical physics of the photostability of life", Europhysic- snews 37, 20{23 (2006). [3] Viel, A. and Eisfeld, W. \E_ect of higher order Jahn Teller on the dynamics", J. Chem. Phys. 120, 4603{4613 (2004). [4] Eisfeld, W. and Viel, A. \Higher order (A + E) e pseudo Jahn-Teller coupling", J. Chem. Phys. 122, 204317{1{8 (2005). [5] Meyer, H. D., Manthe, U., and Cederbaum, L. S. \The multi-con_gurational time-dependent Hartree approach", Chem. Phys. Letters 165, 73 (1990). [6] Viel, A., and. C. R. Evenhuis, W. E., and Manthe, U. \Photoionization-induced dynamics of the ammonia cation studied by wave packet calculations using curvilinear coordinates", Chem. Phys. , in press doi: 10.1016/j.chemphys.2007.10.001 (2008). PhD thesis proposal Team: Simulation of Interactions between Molecules, Photons and Atoms (SIMPA) Institute of Physics of Rennes (IPR) Universit_e de Rennes 1, Campus Beaulieu, F-35042 Rennes, France Supervisors: Alexandra Viel, Jean-Michel Launay Tel: (33) 2 23 23 67 51, (33) 2 23 23 56 63 Web: http://www.ipr.univ-rennes1.fr/SIMPA Title: \Nonadiabatic dynamics in molecular systems" Nonadiabatic dynamical processes are of interest in many di_erent _elds like ultra-fast chemical reactions, atmospheric chemistry, and photostability of biomolecules. In particular, the theoretical study of dynamics through conical intersections has attracted a great deal of interest [1]. Photostability of life can be related to the fact that there is a mechanism to transform absorbed ultraviolet (UV) photons energy into heat, without undergoing destructive photochemical dissociations [2]. Most of the organic molecules are destroyed by UV light because the energy of UV photons is su_cient to break covalent bonds. Exceptions are for example the building blocks of life, the four nuclei acid bases which encode the DNA, for which theoretical and experimental results show that fast radiationless processes occurring through conical intersections photo-stabilized them. Non-adiabatic dynamics plays also a crucial role in atmospheric chemistry. Indeed, in radicals for which the high density of electronic states often results in multiple conical intersections, the dynamical behaviour after visible or UV photoexcitation is determined by non-adiabatic processes. In many atmospherically important species, the understanding of this dynamics is still incomplete. The photodissociation of NO3 is one prominent example of a case far from being understood. A prerequisite for any study of the dynamics of a chemical system is the knowledge of a multidimensional potential energy surface (PES). The development of a single PES is a challenging problem in itself. For the study of nonadiabatic processes, this problem is aggravated by the need for more than one PES and for a representation of the couplings between di_erent electronic states. In addition, in systems with low dissociation asymptotes or when high excess energies are considered, the anharmonicity usually becomes very important and cannot be neglected. For this reason we recently developed a method to include anharmonicity into sets of coupled PESs for prototypical Jahn-Teller and pseudo-Jahn-Teller systems [3, 4]. Use of these realistic PESs in high dimensional quantum dynamics calculations became possible by the advent of a very e_cient wave-packet propagation method, namely the multicon_gurational time dependent Hartree (MCTDH) approach [5]. The new methodology was successfully applied to the photoionization-induced nonadiabatic dynamics of ammonia (NH3) [6]. Nevertheless, the study of NH+ 3 as well as some preliminary work on the NO3 radical, clearly demonstrate that it will be necessary to account for the proper asymptotic behavior of the coupled PESs in order to obtain better agreement with experiment and reach decisive conclusions about the nonadiabatic population dynamics. By construction, the developed method [3, 4] is unable to model e_ciently the asymptotic region. The proposed PhD thesis thus includes the development, implementation, testing, and application of methods to account for dissociative coupled PESs with the aim to perform quantum dynamical studies. This research topic is the central goal of the collaboration with the theoretical group of W. Eisfeld (Bielefeld, Germany) which is _nancially supported by the UFA under grant number G2R-FA-136-07 \Anharmonicity and nonadiabatic coupling: Potential energy surfaces and dynamics of coupled electronic states for dissociative systems". The developed scheme will be _rst applied and tested to NH+ 3 and NO3 before to other systems relevant in photochemistry. The PhD student will gain a strong experience in the _eld of quantum dynamics including the grasp of the modeling of the interaction potential. The candidate will have to use and to contribute to the development of Fortran computer codes. The successful applicant should have a good knowledge in quantum mechanics and/or theoretical chemistry. [1] Domcke, W., Yarkony, D. R., and Koppel, H. Conical Intersections: Electronic Structure, Dynamics and Spectroscopy. World Scienti_c, Singapore, (2003). [2] Sobolewski, A. L. and Domcke, W. \The chemical physics of the photostability of life", Europhysic- snews 37, 20{23 (2006). [3] Viel, A. and Eisfeld, W. \E_ect of higher order Jahn Teller on the dynamics", J. Chem. Phys. 120, 4603{4613 (2004). [4] Eisfeld, W. and Viel, A. \Higher order (A + E) e pseudo Jahn-Teller coupling", J. Chem. Phys. 122, 204317{1{8 (2005). [5] Meyer, H. D., Manthe, U., and Cederbaum, L. S. \The multi-con_gurational time-dependent Hartree approach", Chem. Phys. Letters 165, 73 (1990). [6] Viel, A., and. C. R. Evenhuis, W. E., and Manthe, U. \Photoionization-induced dynamics of the ammonia cation studied by wave packet calculations using curvilinear coordinates", Chem. Phys. , in press doi: 10.1016/j.chemphys.2007.10.001 (2008). Institut de Physique de Rennes IPR, UMR 6251 Université de Rennes 1 Directrice du Laboratoire : Anne RENAULT – anne.renault@univ-rennes1.fr
UMR- CNRS 6510 - Chimie et Photonique Moléculaires (CPM) Directrice du laboratoire : Mireille Blanchard-Desce  mireille.blanchard-desce@univ-rennes1.fr
Ecole Doctorale « Sciences de la Matière » de Rennes N° 254 allocations programme et coopération internationale Titre: Applications d'approches théoriques à l'étude des propriétés photoniques d'assemblages multichromophoriques Contexte: Le nombre croissant de domaines dans lesquels l’optique nonlinéaire trouve des champs d’applications (imagerie du vivant, limitation optique, thérapie photodynamique,…) suscite une forte demande en matière d’élaboration de chromophores toujours plus performants. De part leur grande modularité et leur potentielle non toxicité, les molécules organiques sont des candidats particulièrement intéressants pour concevoir de nouveaux systèmes répondant à un cahier des charges spécifique à l’application visée. Objectifs: L'idée générale du projet repose sur l'exploitation des interactions intermoléculaires pour concevoir des édifices supramoléculaires ayant des réponses optiques optimisées par rapport aux briques moléculaires qui les constituent. La modulation des propriétés est obtenue en jouant sur la nature et l'intensité de l'interaction et les caractéristiques des briques monomériques. A partir de développements théoriques récents (modéles et calculs de chimie quantique), le projet vise principalement deux objectifs : (1) épauler l'interprétation des réponses observées expérimentalement, notamment les propriétés optiques nonlinéaires; (2) guider le design de nanoobjets performants aux propriétés optimisées pour les applications visées. 
Programme de recherche pour les 3 années: L’un des volets du projet concerne l'utilisation de méthodologies basées sur des calculs au niveau de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (réponse linéaire) et sur un code, développé par S. Tretiak (LANL, USA), exploitant le formalisme de la matrice densité pour le calcul des propriétés optiques nonlinéaires. Ces outils permettront d'étudier les monomères moléculaires constituants les édifices multichromophoriques de même que les assemblages qui sont tractables au niveau ab-initio. L'étude de l'ensemble des multimères se fera également par une approche basée sur des modèles, initialement utilisés en matière condensée, adaptés à l'étude de ce type de systèmes et de propriétés par le groupe d'A. Painelli (Université de Parme, Italie). Cette étude théorique sera fortement couplée aux travaux développés au sein de l'équipe Photonique Moléculaire et Supramoléculaire (responsable: M. Blanchard-Desce) : design, synthèse, réponse optique linéaire et après excitation biphotonique, et ceux menés en collaboration avec d'autres laboratoires.  
Le projet bénéficiera de l'expérience acquise ces quatres dernières années dans l'étude de plusieurs systèmes modèles, notamment les effets d’auto-organisation dans de petits systèmes supramoléculaires [1-3], le couplage de modules dipolaires [4,5] ou quadrupolaire [6], les réponses de structures dendrimériques pseudo-conjuguées [7,8] ou celles de nanodots superbrillants présentant du tranfert d’énergie [9-11]. Collaborations internationales: Le volet quantique s'appuie sur la collaboration avec le Los Alamos National Laboratory (S. Tretiak) formalisée dans le cadre d'un programme du Center For Integrated Nanotechnologies. Le volet modélisation sera tracté avec F. Terenziani dans le cadre du PHC Galilée contracté avec l’Università di Parma. Le projet bénéficiera également de résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de collaborations avec l’Indian Institute of Science (P. K. Das, programme CEFIPRA), la Montana state University (A. Rebane et M. Drobidzev) et l’University of Michigan (T. Goodson). Profil recherché: Le (la) candidat(e) devra être titulaire d'un master 2 recherche (ou équivalent) de physique, de physique-chimie ou de chimie. Avec un goût certain pour les approches théoriques, l'utilisation et le développement de logiciels, il (elle) sera en outre particulièrement motivé(e) par la perspective de travailler dans le cadre de collaborations internationales (bonne pratique de l'anglais souhaitée). 
[1] F. Terenziani, O. Mongin, C. Katan, B.K G. Bhatthula, Mireille Blanchard-Desce, Chem. Eur. J., 2006, 12, 3089-3102 [2] F. Terenziani, M. Morone, S. Gmouh, M. Blanchard-Desce, Chem. Phys. Chem., 2006, 7, 685-696 (voir ci-contre). [3] F. Terenziani, S. Ghosh, A.-C. Robin, P. K. Das, M. Blanchard-Desce, soumis à J. Phys. Chem. B. [4] C. Katan, F. Terenziani, O. Mongin, M. H. V.Werts, L. Porrès, T. Pons, J. Mertz, S. Tretiak, M. Blanchard-Desce, J. Phys. Chem. A, 2005, 109, 3024-3037F. [5] Terenziani, C. Le Droumaguet, C. Katan, O. Mongin, M. Blanchard-Desce, Chem. Phys. Chem., 2007, 8, 726-738. [6] C. Katan, S. Tretiak, M. H. V. Werts, A. Bain, R. J. Marsh, N. Leonczek, N. Nicolaou, E. Badaeva, O. Mongin, M. Blanchard-Desce, J. Phys. Chem. B, 2007, 111, 9468-9483. [7] M. Drobizhev, N. Christensson, A. Rebane, Z. Suo, C. W. Spangler, O. Mongin, M. Blanchard-Desce, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 2005, 5934, 104-112. [8] O. Varnavski, X. Yan, O. Mongin, M. Blanchard-Desce, T. Goodson III, J. Phys. Chem. C, 2007, 111, 149-162. [9] O. Mongin, R. K. Tathavarty, M. H. V. Werts, A.-M Caminade, J-P. Majoral, M. Blanchard-Desce, Chem. Commun., 2006, 915-917. [10] O. Mongin, A Pla-Quintana, F. Terenziani, D. Drouin, C. Le Droumaguet, A.M. Caminade, J.-P. Majoral. M. Blanchard-Desce, New. J. Chem., 2007, 31, 1354-1367. [11] O. Varnavski, O. Mongin, J.-P. Majoral, M. Blanchard-Desce, T. Goodson III, Nanotechnology , 2008, 19, 115502. Yüklə 0,89 Mb. Dostları ilə paylaş:
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