Département de Physique

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Application de la mécanique quantique non commutative en relativité et quantification des systèmes avec contraintes
(Universite Mouloud Mammeri, 2015-12-16) Belhadi, Zahir
L'objectif de cette thèse est d'abord d'étudier dans un premier temps les implications et les médications apportées par la théorie de la relativité spéciale déformée a la mécanique quantique relativiste en essayant de répondre a la question : * Quelle serait la forme des équations de Dirac et de Klein-Gordon déformées dans l'espace des positions en DSR et quelles seront leurs implications physiques ? Nous allons par la suite, nous intéresser aux systèmes hamiltoniens avec contraintes dans le but d'appréhender le formalisme de Dirac-Bergmann et la méthode de Faddeev- Jackiw. Par la suite, en se plaçant dans la situation ou les équations du mouvement sont exactement solubles, nous allons étudier la problématique suivante : * Est-il possible d'utiliser la solution analytique (générale) des équations d'Euler- agrange Pour faire une quanti cation canonique simple et directe ? Outre, nous nous interrogerons sur le lien éventuel entre le formalisme non commutatif et les crochets de Dirac des systèmes singuliers, et sur le rôle des transformations non canoniques dans la déformation des crochets de Poisson. Autrement dit, nous aborderons la question : * Quel est le lien de la mécanique quantique non commutative et la DSR avec les transformations non canoniques et les systèmes hamiltoniens avec contraintes ? An de bien mener _a bout la rédaction de ce manuscrit, nous allons organiser notre travail en quatre chapitres comme suit : Le premier chapitre sera un rappel de la relativit _e spéciale déformée en insistant sur le rôle jouée par la théorie des groupes de Lie dans sa construction et sur son analogie avec la relativité restreinte. Le deuxième chapitre sera consacre _a l'équation de Dirac déformée dans l'espace des impulsions et dans l'espace des positions, en se préoccupant de satisfaire les considérations de la relativité spéciale déformée. Dans le troisième chapitre, nous allons présenter les approches de Dirac et de Faddeev-Jackiw mises au point dans le but de surmonter les problèmes lies a la quanti- cation des systèmes avec contraintes. Dans le quatrième et dernier chapitre, nous allons discuter une autre alternative aux approches précédentes dans le cas ou le système est exactement soluble, en essayant d'exploiter les constantes d'intégration an de déterminer les crochets nécessaires a la quanti cation canonique.
Applications of thermo field dynamics to quark-gluon plasma in equilibrium and non equilibriul and non equilibrium phase state
(Universite Mouloud Mammeri, 2012-01) Chekerker, Merzak
The thermofield dynamics, a real-time formalism for finite temperature quantum field theory (TFD), is used to calculate the rates for e+e􀀀 reactions at finite temperature and for the pion production. The results indicate that temperature plays an important role in defining the possible hadronic state after the plasma has cooled down. It is also utilised to define the fragmentation function at high energy experiments. The definition of the fragmentation is extended to finite temperature. The results at T = 0 and T 6= 0 are compared. In general, we find that the fragmentation function decreases in magnitude. At the end, this formulation of Quantum field theory (TFD) as well as LvN approach are extended to define two-point correlators at finite t and T, and time-dependent Green-functions for open systems. We obtain results for two-point correlators, the Green-functions for scalar field and fi4 field theory to second order and for Green-functions for fermions.
Applications of thermo field dynamics to quark-gluon plasma in equilibrium and non equilibriul and non equilibrium phase state
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2012) Chekerke, Merzak
The thermo eld dynamics, a real-time formalism for nite temperature quantum eld theory (TFD), is used to calculate the rates for e+e􀀀 reactions at nite temperature and for the pion production. The results indicate that temperature plays an important role in de ning the possible hadronic state after the plasma has cooled down. It is also utilised to de ne the fragmentation function at high energy experiments. The de nition of the fragmentation is extended to nite temperature. The results at T = 0 and T 6= 0 are compared. In general, we nd that the fragmentation function decreases in magnitude. At the end, this formulation of Quantum eld theory (TFD) as well as LvN approach are extended to de ne two-point correlators at nite t and T, and time-dependent Green-functions for open systems. We obtain results for two-point correlators, the Green-functions for scalar eld and 4 eld theory to second order and for Green-functions for fermions.
Approche multi-échelle dans la modélisation de la gravure de silicium par plasma à base de fluor
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2021-06-02) Bouamama, Lemya
Notre travail porte sur une étude ab-initio des propriétés structurales et électroniques des agrégats SinFmOk (n=1-7; m,k=0-4) ainsi que de l'adsorption du fluor et de la molécule SiF sur la surface reconstruite de silicium Si(001)-p(2×2). Nos calculs ont montré que dans les agrégats SinFmOk, les liaisons atomiques Si-F et Si-O sont plus courtes et plus énergétiques que les liaisons Si-Si et que la présence excessive de F affaiblit la liaison Si-Si en augmentant sa longueur, ce qui favorise la formation des molécules volatiles SiFm(m=1-4) dans le processus de la gravure. Nous avons également montré que la présence de l’oxygène dans ces agrégats freine la formation des composés fluorés par la formation des composés SinFmOk qui représentent une couche de passivation lors de la gravure chimique. Les résultats obtenus pour l'adsorption de l'atome de fluor et de la molécule SiF sur la surface reconstruite Si(001)-p(2×2) ont montré que le fluor s'adsorbe sur un site "top" en occupant une liaison pendante de la surface, et que la molécule SiF interagit avec la surface Si(001)-p(2×2) par deux mécanismes d'adsorption: dissociative et non-dissociative. Les chemins réactionnels à énergie minimum (MEP: Minimum Energy Path) de diffusion de F et de la décomposition de SiF sur la surface du silicium sont effectués en utilisant la méthode de la bande élastique étirée dite NEB (Nudged Elastic Band method). Nos résultats ont montré qu'il est énergétiquement plus facile pour l'atome de fluor de diffuser de la molécule vers la surface que d'une liaison de la surface vers une autre. Par ailleurs, les faibles valeurs des énergies d'activation calculées (de l'ordre de 0.6 eV) impliquent une dissociation facile de la molécule SiF sur la surface de Si(001) à température ambiante. Ce résultat peut expliquer les observations expérimentales qui montrent que la molécule SiF est identifiée comme un produit de réaction en phase gazeuse mineur lors de la gravure du silicium par plasma fluoré.
Calculs des sections efficaces quintuplement et triplement différentielles de l'ionisation moléculaire par des particules chargées
(Université Mouloud Mammeri, 205) Mokrani, saida
L’objectif de notre travail consiste à étudier la double ionisation de la molécule de chlorure d’hydrogène par impact d’électrons. Le choix de cette cible est dû à son implication dans de nombreux domaines industriels tels que la production de l'acide chlorhydrique, pharmaceutique et transformations chimiques (hydrochloration du caoutchouc, de la production de vinyle et d'alkyle des chlorures). De plus cette molécule présente un intérêt primordial dans l'industrie des semi-conducteurs telle que la gravure des cristaux semi-conducteurs et la purification du silicium. Ainsi, de nombreux travaux théoriques et expérimentaux ont été bien menés afin de déterminer les différents niveaux d'énergie de l’ion HCl2 +. De plus, de nombreux travaux expérimentaux portant sur les collisions entre les électrons et la molécule HCl ont été reportés. Citons les premières mesures expérimentales sur la diffusion d'électrons rapportées par Brüche [37] pour des énergies d'impact comprises entre 4 eV et 30 eV. Une cinquante d’années plus tard, Rohr et Linder ont étudié les excitations vibratoires dans le cas des collisions e-HCl pour des basses énergies allant de 0,357 eV jusqu'à 8 eV. De même, Knoth et al. ont reporté les sections efficaces différentielles par impact électronique dans la gamme d’énergie allant de 0,15 eV à 6 eV et dans la gamme angulaire allant de 15° à 135°, puis Schafer et Allen ont mesuré la section efficace doublement différentielle dans une plage angulaire plus large (15°-180°) et des valeurs d’énergie comprises entre le seuil et 3eV. Par ailleurs, Radle et al. ont rapporté les sections efficaces élastiques obtenues à partir des mesures de sections efficaces différentielles pour une gamme d’énergies allant de 0.5 eV à 10 eV, tandis que Hamada and Sueoka ont mesuré la section efficace totale pour la collision e-HCl à laide d’un appareil de transmission à faible énergie (0,8 à 400 eV).
Caractérisation d'une cellule solaire et optimisation de sa capacité de conversion énergétique [
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2019) Zembri, Djamila
L'élévation de la température d'un panneau photovoltaïque (PV) durant son fonctionnement est connue pour induire des pertes de ses performances. On se propose de minimiser ces pertes via un système simple et autonome de refroidissement par air, composé d'un ventilateur activé par l'électricité produite par le panneau PV. Le ventilateur souffle de l'air ambiant sur la face arrière du panneau. Les mesures expérimentales de l'intensité de courant ainsi que de la tension délivrée par un panneau PV de faibles dimensions (220290 mm) et de la température de la face supérieure de ce panneau assurent la validation du code numérique CFD. Les résultats numériques et expérimentaux sont en bon accord. L'extension de ce système de refroidissement autonome à un panneau PV commercial de taille standard (1425652mm) est également réalisée. Les résultats de simulations numériques sont similaires à ceux obtenus précédemment avec le panneau PV de taille réduite. Comme principaux résultats de ce refroidissement autonome, par rapport à la situation du panneau non refroidi, l'efficacité augmente de 29,52% tandis que la température du panneau est abaissée de 39,29 °C. Les résultats ainsi obtenus avec ce système de refroidissement pour l'amélioration de l'efficacité du panneau PV suggèrent des arguments économiques et commerciaux intéressants.
Caractérisation des plasmas froids d'hydrocarbures azote/méthane et argon/méthane : Application aux dépôts de couches minces.
(Universite Mouloud Mammeri, 2010-11-29) Mezeghrane, Abdelaziz
La formation de poudres a été observée dans divers procédés plasmas de décharge, et plus particulièrement ceux utilisant des gaz réactifs tels que le méthane et l’acétylène ou encore le silane. Pour réaliser cette étude, nous avons considéré deux mélanges gazeux : et 4ArCH2NCH . Pour caractériser notre décharge, nous avons mesuré les évolutions temporelles de la tension VDC, de l’amplitude de la 3H, de la densité électronique et de la température électronique. La corrélation entre les différentes mesures a permis de montrer que la croissance de poudres dans la décharge est un processus à quatre étapes. Par contre, la durée des différentes étapes est différente et plus particulièrement pour la phase d’accumulation. Nous avons aussi montré qu’à l’extinction du plasma, les poudres gardent une charge résiduelle qui est étroitement liée au processus de diffusion dominant. L’analyse des films déposés notamment par la technique FTIR a permis d’identifier les différents groupes chimiques qui les composent.
Contribution à l'etude de la dynamique de spins dans des systèmes de basses dimensions implantation de défauts.
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2012) Boumeddine, Fatiha Fatiha
Le travail principal de cette th`ese a pour but d’expliquer le comportement des ondes de spin de surface dans des syst`emes ferromagn´etiques et antiferromagn´etiques. Nous avons d´evelopp´e une ´etude th´eorique de calcul des courbes de dispersion des magnons de volume et de surface pour des syst`emes semi infinis ferromagn´etique et antiferromagn´etique. Le d´eveloppement de cette th´eorie a permis, `a partir d’un hamiltonien g´en´eralis´e de type Heisenberg (ayant des spins dont le module est conserv´e quelque soit l’environnement) incluant les ´energies d’interaction ´etendues aux premiers voisins et d’un champ magn´etique ext´erieur, de d´ecrire les relations de dispersion des ondes de surface localis´ees au voisinage de d´efauts. En outre, nous avons adopt´e l’approximation des basses temp´eratures en appliquant la ”random phase application” (RPA)qui correspond `a l’approximation des ondes de spin. Ensuite, nous avons d´eduit le spectre des excitations magn´etiques en utilisant l’approximation du champ moyen qui nous permet de d´eterminer les amplitudes des champs progressifs et ´evanescents des modes de surface. Dans ce travail, nous avons ´etudi´e le probl`eme de simulation du comportement des ondes de spin de surface pour des syst`emes cubiques semi infinis ferromagn´etiques et antiferromagn´etiques. En premier lieu, nous nous sommes int´eress´es `a l’´evolution de magnons de surface dans un r´eseau cubique tridimensionnel ferromagn´etique en introduisant d’autres effets en plus ceux li´es `a l’´echange ; `a savoir : variation des facteurs de structure sur les modes localis´es dans les cas o`u la surface est orient´ee selon la direction cristallographique(110), implantation d’un plan de d´efaut au voisinage de la surface. En second lieu, nous avons d’abord montr´e comment les interactions d’´echange et l’orientation cristallographique de la surface peuvent engendrer des excitations magn´etiques de diff´erentes mani`ere pour un r´eseau cubique semi infini antiferromagn´etique. Ensuite, nous avons compl´et´e l’analyse des excitations magn´etiques sur des syst`emes antiferromagn´etiques comportant plusieurs contributions ; celles rentrant en compte dans l’´etude que nous nous effectuons sont : le couplage bilin´eaire, le couplage biquadratique et l’anisotropie uniaxiale. Enfin, la validit´e des r´esultats num´eriques est effectu´ee par comparaison avec une s´erie des r´esultats obtenus par la m´ethode des fonctions de Green.
Contribution à l'etude de la dynamique de spins dans des systèmes de basses dimensions implantation de défauts. Géométrie de surface [texte imprimé] : Influence de l'échange biquadratique et de l'anisotropie uniaxiale
(Universite Mouloud Mammeri, 2012-05-09)
Le travail principal de cette thèse a pour but d’expliquer le comportement des ondes de spin de surface dans des systèmes ferromagnétiques et antiferromagnétiques. Nous avons développé une étude théorique de calcul des courbes de dispersion des magnons de volume et de surface pour des systèmes semi infinis ferromagnétique et antiferromagnétique. Le développement de cette théorie a permis, `a partir d’un hamiltonien généralisé de type Heisenberg (ayant des spins dont le module est conservé quelque soit l’environnement) incluant les énergies d’interaction étendues aux premiers voisins et d’un champ magnétique extérieur, de décrire les relations de dispersion des ondes de surface localisées au voisinage de défauts. En outre, nous avons adopté l’approximation des basses températures en appliquant la ”random phase application” (RPA)qui correspond `a l’approximation des ondes de spin. Ensuite, nous avons déduit le spectre des excitations magnétiques en utilisant l’approximation du champ moyen qui nous permet de déterminer les amplitudes des champs progressifs et évanescents des modes de surface. Dans ce travail, nous avons étudié le problème de simulation du comportement des ondes de spin de surface pour des systèmes cubiques semi infinis ferromagnétiques et antiferromagnétiques. En premier lieu, nous nous sommes intéressés `a l’évolution de magnons de surface dans un réseau cubique tridimensionnel ferromagnétique en introduisant d’autres effets en plus ceux liés `a l’échange ; `a savoir : variation des facteurs de structure sur les modes localisés dans les cas o`u la surface est orientée selon la direction cristallographique(110), implantation d’un plan de défaut au voisinage de la surface. En second lieu, nous avons d’abord montré comment les interactions d’échange et l’orientation cristallographique de la surface peuvent engendrer des excitations magnétiques de différentes manière pour un réseau cubique semi infini antiferromagnétique. Ensuite, nous avons complété l’analyse des excitations magnétiques sur des systèmes antiferromagnétiques comportant plusieurs contributions ; celles rentrant en compte dans l’étude que nous nous effectuons sont : le couplage bilinéaire, le couplage biquadratique et l’anisotropie uniaxiale. Enfin, la validité des résultats numériques est effectuée par comparaison avec une série des résultats obtenus par la méthode des fonctions de Green.
Contribution a l'etude de la structure ionique des metaux simples et alliage en phase liquide
(Universite Mouloud Mammeri, 2010-03-03) Harchaoui, Nadra
L’objet de notre travail est la détermination de la structure statique et de quelques propriétés dynamiques des métaux simples à partir d’une description des interactions interatomiques en termes de potentiels effectifs de paires. On montrera que ceux-ci sont le résultat net de deux contributions : l’interaction directe ion-ion donnée par le potentiel de Coulomb et l’interaction indirecte ion-électron-ion correspondant à un effet moyen du aux électrons de valence. En usant d’un formalisme «ab initio», on peut déterminer cette contribution à partir des interactions plus fondamentales dans la matière. Cependant, la nature des interactions à l’échelle microscopique rend l’étude «ab initio» très difficile. Un métal est en effet composé de deux types de particules de natures fondamentalement différentes : les ions qui sont des particules classiques qui obéissent à la statistique de Maxwell-Boltzmann et les électrons de conduction dont le comportement relève de la statistique de Fermi-Dirac. Le mouvement déterministe des ions est décrit par l’équation de Newton tandis que la dynamique des électrons relève de la mécanique quantique.
Contribution à l'étude des propriétés électroniques et optiques des alliages semi-conducteurs quaternaires de type III-V
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 1997) Abid, Hamza
Contrôle et manipulation du magnétisme de nano-systèmes ferromagnétiques
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2019) Amrouche, Teyri
I. Table des figures i II. Introduction génerale 1 I. Chapitre I : Elaboration des couches minces Fe-N 4 I. 1 LE SYSTEME FE-N : PROPRIETES 5 I. 1. 1. L’alliage Fe-N à l’état massif 5 I. 1. 1. 1. La ferrite ou fer α 5 I. 1. 1. 2. L’austénite ou fer γ 6 I. 1. 1. 3. La martensite 6 I. 1. 1. 3. 1. Effet de l’azote sur la morphologie de la martensite 7 I. 1. 1. 3. 2. Effet de l’azote sur les paramètres de maille de la martensite 7 I. 1. 1. 4. Les nitrures 7 I. 1. 1. 4. 1. Le nitrure γ’ - Fe4N 7 I. 1. 1. 4. 2. Le nitrure Ɛ 8 I. 1. 1. 4. 3. Le nitrure ζ 8 I. 1. 2. Le système Fe-N en couche mince 9 I. 1. 2. 1. L’élaboration en Epitaxie par Jet Moléculaire (EJM) 9 I. 1. 2. 2. Description du bâti 9 Préparation des échantillons pour la croissance 10 I. 1. 2. 2. 1. Croissance de α-Fe par EJM 10 I. 1. 2. 3. Implantation ionique d’azote dans une cible en α-Fe 11 I. 1. 2. 3. 1. Présentation du procédé d’implantation d’ion N2+ 11 I. 1. 2. 3. 2. Interactions entre les ions implantés et le matériau 12 I. 1. 2. 3. 3. Condition d’implantation 13 II. Chapitre II : Etude des propriétés structurales du système Fe-N 16 II. 1. CARACTERISATION PAR DIFFRACTION DES RAYON X 16 II. 1. 1. Découvert et production des rayons X (RX) 16 II. 1. 2. Principe des mesures de diffraction des RX : Loi de Bragg 18 II. 1. 3. Analyse qualitative des phases cristallines 19 II. 1. 4. Aspect expérimental : Appareillage 19 II. 1. 5. Résultats DRX : Echantillon en croissance 20 II. 1. 6. Résultats DRX : l’échantillon implanté en azote 21 II. 2. ACCELERATEUR DE PARTICULES : SYSTEME D’ANALYSE PAR FAISCEAU D’IONS RAPIDES (SAFIR). 23 II. 2. 1. Accélérateur de particule Van de Graaf 23 II. 2. 1. 1. Principe de l’accélérateur Van De Graaf 24 II. 2. 2. Analyse par Spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford (RBS) 25 II. 2. 2. 1. Principe de la RBS 25 II. 2. 2. 1. 1. Rétrodiffusion d’une particule incidente à une profondeur 26 II. 2. 3. Analyse de détection de recul élastique (ERDA) 29 II. 2. 3. 1. Principe de l’Analyse de détection de recul élastique (ERDA) 29 II. 2. 3. 2. Appareillage et exploitation des données 30 II. 2. 3. 3. Distribution d'azote 32 II. 2. 3. 3. 1. Profil simulé 32 II. 2. 3. 3. 2. Profils expérimentaux 33 III. Chapitre III: Semi-Conducteur Magnétique Dilué, GaMnAsP irradié à l’hélium 36 III. 1. SEMI-CONDUCTEUR MAGNETIQUE DILUE 37 III. 1. 1. Structure cristallographique 37 III. 1. 2. Condition de croissance de GaMnAsP 37 III. 1. 3. Configuration électronique de l’ion Mn 38 III. 1. 4. Origine du ferromagnétisme 39 III. 1. 5. Anisotropie magnétique dans le GaMnAs 40 III. 2. L’IRRADIATION IONIQUE 41 III. 2. 1. Principe de l’irradiation ionique 41 III. 2. 2. Résultats et échantillons obtenus 41 III. 3. SPINTRONIQUE 42 III. 3. 1. Magnétorésistance géante MRG : Application de la spintronique 43 IV. Chapitre IV : Etude des propriétés magnétiques des systèmes Fe-N et GaMnAsP-He 44 IV. 1. LES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES 44 IV. 1. 1. Interaction d’échange 45 IV. 1. 2. Champ cristallin 45 IV. 1. 3. Couplage spin-orbite 46 IV. 2. LES ANISOTROPIES MAGNETIQUES 46 IV. 2. 1. Anisotropie magnéto-cristalline 46 IV. 2. 2. Anisotropie de forme 47 IV. 3. LE MAGNETOMETRE A ECHANTILLON VIBRANT (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER VSM) 47 IV. 3. 1. Compréhension d’un cycle hystérésis 48 IV. 3. 2. Mesures de l’aimantation en fonction du champ magnétique appliqué de Fe-N 50 IV. 3. 2. 1. Paramètres magnétiques obtenus 52 IV. 3. 3. Mesures de l’aimantation du GaMnAsP-He 53 IV. 3. 3. 1. Aimantation en fonction de la température : 54 IV. 3. 3. 2. Aimantation en fonction du champ magnétique appliqué : 55 IV. 4. LA RESONANCE FERROMAGNETIQUE (RFM) 57 IV. 4. 1. Aspect théorique 57 IV. 4. 1. 1. Principe de la RFM 57 IV. 4. 1. 2. Traduction quantique de la RFM, l’effet Zeeman 57 IV. 4. 1. 3. Champ démagnétisant 58 IV. 4. 1. 4. Les équations utilisées 59 IV. 4. 1. 4. 1. Equation du mouvement de l’aimantation 59 IV. 4. 1. 4. 2. Densité d’énergie libre 59 IV. 4. 1. 5. Les constantes d’anisotropie magnétiques 60 IV. 4. 1. 6. Fréquence de résonance ferromagnétique 61 IV. 4. 1. 7. Dispositif expérimental 62 IV. 4. 2. Résultats obtenus sur Fe-N 65 IV. 4. 2. 1. Spectres de résonance ferromagnétique 65 IV. 4. 2. 2. Variation angulaire 69 IV. 4. 2. 2. 1. Variation angulaire dans le plan 69 IV. 4. 2. 2. 2. Variation angulaire dans le plan 71 IV. 4. 2. 3. Aimantation à saturation simulées 72 IV. 4. 2. 4. Anisotropie magnétique 72 IV. 4. 2. 4. 1. Anisotropies magnétiques cubiques 73 IV. 4. 2. 4. 2. Anisotropie magnétique uni-axiale dans le plan 74 IV. 4. 2. 4. 3. Anisotropie magnétique uni-axiale perpendiculaire 74 IV. 4. 3. Résultats obtenus sur GaMnAsP-He 76 IV. 4. 3. 1. Variation angulaire 77 IV. 4. 3. 1. 1. Variation angulaire de l’échantillon référence 77 IV. 4. 3. 1. 2. Variation angulaire de l’échantillon irradié 1E13 79 IV. 4. 3. 1. 3. Variation angulaire de l’échantillon irradié 2E13 81 IV. 4. 3. 2. Champ de résonance en fonction de la température 82 IV. 4. 3. 3. Anisotropie magnétique 84 IV. 4. 3. 3. Surfaces d'énergie libre……………………………………………………………………….………………………85 V. Conclusion 88 VI. Références bibliographiques 90 VII. Résumé 95 VIII. Abstract 96 Sujet : Contrôle et manipulation du magnétisme de nano-systèmes ferromagnétiques I. Résumé Afin d'illustrer la forte influence des paramètres contrôlant l’anisotropie magnétique induite par le couplage spin-orbite et des contraintes épitaxiales, nous avons étudié par Spectroscopie de Résonance Ferromagnétique (RFM) les propriétés magnétiques de nano-systèmes, dont l’anisotropie magnétique peut être contrôlée et abaissée de façon à être sensible à des sollicitations magnétiques.Notre travail de thèse a été consacré à l’étude de deux systèmes ferromagnétiques à savoir : - Les couches minces martensites azotés (Fe-N). - les Semi-conducteurs Magnétiques Dilués (DMS) le (GaAsMnP) irradié à hélium. Cette thèse a été réalisée en collaboration avec l’Institut des Nano-Sciences de Paris (INSP). La première partie de notre travail de thèse est consacrée à l’étude des couches minces martensites azotés (Fe-N) Pour une implantation de N2+ à 26 keV pour des fluences allant de (1.8x10 16 à 3.5x10 16) N2+ / cm 2 et à une énergie de 40 keV avec une fluence de 5.3x10 16 N2+ / cm 2. Dans un premier temps nous avons fait une étude structurale, à l’aide de la Diffractométrie des Rayons X (DRX) pour la détermination des phases présentent dans nos échantillons et la Spectroscopie de Rétrodiffusion de Rutherford (RBS) ainsi que l'analyse de détection de recul élastique (ERDA) pour la détermination de la distribution en profondeur de la concentration d’azote dans Fe-N ainsi que l’épaisseur des couches. Ensuite nous avons effectué une étude des propriétés magnétiques avec le magnétomètre à échantillon vibrant (VSM) et la Résonance FerroMagnétique (RFM) en fonction de la teneur en azote (N). Nous avons observé une augmentation monotone de l'anisotropie magnétique perpendiculaire avec une valeur maximale de 4.9 x 106erg / cm3qui peut provenir de l’anisotropie magnétocristalline des phases α ' Fe-N. La seconde partie de notre travail a porté sur l’étude des propriétés magnétiques du GaMnAsP_He, en utilisant le VSM et la RFM. L’anisotropie magnétique uni-axiale de GaMnAsP est modifiée par irradiation aux ions hélium. Selon les paramètres micromagnétiques, tels que les champs de résonance et les constantes d'anisotropie déduits des mesures de RFM permettent d'obtenir une rotation de l'axe de facile aimantation de la direction hors du plan [001] à la direction dans le plan [100]. En accord avec le modèle p-d Zener, la commutation d'anisotropie magnétique est attribuée à la compensation de trous induite par l'irradiation. Les résultats présentés montrent que l’irradiation aux ions est un moyen efficace d’ajuster l’anisotropie magnétique dans les semi-conducteurs magnétiques dilués. Mots clés: Anisotropie magnétique perpendiculaire, fer, implantation d’azote, ferromagnétiquerésonance. Subject: Control and manipulation of magnetism of ferromagnetic nano-systems II. Abstract To illustrate the strong influence of the parameters controlling the induced magnetic anisotropy by spin-orbit coupling, we studied by Ferromagnetic resonance spectroscopy (FMR), magnetic properties of nano-systems, including magnetic anisotropy can be controlled and lowered so as to be sensitive to stresses magnetic. Our thesis work was devoted to the study of two systems ferromagnetics: - Nitrogen-martensite thin films (Fe-N). - Dilute Magnetic Semiconductors (DMS) (GaAsMnP) irradiated with helium. This thesis was realized in collaboration with the Institute of Nano-Sciences of Paris (INSP). In the first part of our thesis, we have investigated the properties of nitrogen implanted epitaxial Fe films. For an implantation of N 2+ at 26 keV for fluences 1.8x10 16 N 2+ / cm 2to 3.5x10 16N 2+ / cm 2and at an energy of 40 keV with a fluence of 5.3x10 16 N 2+ / cm 2 .At first we made a structural study, using the X-ray diffraction (XRD)to determine the phases present in our samples and by Rutherford backscattering spectrometry(RBS) as well as Elastic Recoil Detection Analysis(ERDA) for determining the depth distribution of the concentration of nitrogen in Fe -N as well as the thickness of the layers.Then we carried out a study of the magnetic properties with the vibrating sample magnetometer (VSM) and the FerroMagnetic Resonance (RFM) as a function of the nitrogen (N) content.We have observed a monotonic increase of the perpendicular magnetic anisotropy with a maximum value of 4.9 × 10 -6 erg / cm 3which can come from the magnetocrystalline anisotropyα 'Fe-N phases. The second part of our work focused on the study of the magnetic properties of GaMnAsP-He, using FMR. The uniaxial magnetic anisotropy of GaMnAsP is modified by helium ion irradiation. According to the micro-magnetic parameters, e.g. resonance fields and anisotropy constants deduced from FRM measurements, a rotation of the magnetic easy axis from out-of-plane [001] to in-plane [100] direction is achieved. In agreement with the p-d Zener model, the magnetic anisotropy switching is ascribed to the irradiation induced hole compensation. The presenting results show that ion irradiation is an effective way to tune the magnetic anisotropy in dilute magnetic semiconductors.
Cristaux phoxoniques accordables; application au domaine des capteurs
(Université Mouloud Mammeri, 2015-11-26) Amoudache, Samira
Dans ce travail, nous étudions théoriquement les potentialités d'un cristal artificiel périodique à base de silicium, simultanément phononique-photonique, dit cristal phoxonique, pour les applications de détection de liquide. Deux types de propagation de l’onde incidente par rapport au cristal phoxonique ont été considérées, dans le plan puis hors du plan de symétrie. La première structure est un cristal phoxonique bidimensionnel, composé de trous d'air dans un substrat de silicium dans lequel une rangée de trous est remplie d'un liquide. Dans la deuxième géométrie nous avons étudié la transmission normale à une plaque de silicium perforée périodiquement de trous et plongée dans l’analyte. Dans chaque cas, l'existence de caractéristiques bien définies dans les spectres de transmission acoustiques et optiques est mise en évidence. Nous évaluons la sensibilité des pics et zéros de transmission obtenus en fonction de la vitesse acoustique et de l’indice de réfraction optique du milieu liquide. Les conditions géométriques sont étudiées et discutées dans le but d’optimiser la sensibilité du capteur phoxonique à la fois aux ondes acoustique et optique. Nous avons ainsi proposé une nouvelle classe de capteurs phoxoniques capables de détecter avec une grande sensibilité la vitesse de la lumière et du son de liquides inconnus dans une même structure.
Développement de codes de calcul µa base de la méthode modale de Fourier pour des applications en nano-optique
(Universite Mouloud Mammeri, 2011-05-22) Yala, Hakim
Le travail entrepris dans le cadre de cette thèse vise, en partie, à répondre à ces difficultés d'instabilités. Il porte sur la réalisation de codes numériques à base de la méthode modale de Fourier, pour applications en nano-optique. Nous voulons construire un modèle fiable, rigou-reux et général qui nous permettra par la suite de l'appliquer à des structures plasmoniques, sub{longueur d'onde, à la microscopie en champ proche, etc. Le premier chapitre consiste en un rappel des concepts de base de l'électromagnétisme et de la photonique, nécessaires pour la compréhension des chapitres suivants. Dans le deuxième chapitre, nous avons développé en détail la méthode modale de Fou-rier et nous avons rappelé ses déférents problèmes d'instabilités et les solutions apportées jusqu'alors. Pour l'adapter aux structures ¯nies dans l'espace (ou apériodiques), nous avons introduit le concept des couches parfaitement adaptées (PML, Perfectly Matched Layers). Celles{ci sont introduites de manière très simple sous forme d'un changement de variables dans le plan complexe. Le dernier chapitre porté sur la FMM paramétrique. Cette dernière est une amélioration de la FMM originale, principalement pour surpasser le problème d'instabilité rencontré dans le cas des structures métalliques en polarisation TM. Elle permet également une accélération de la convergence. Ainsi, nous avons rappelé cette méthode sous sa formulation initiale, puis nous avons exposé une nouvelle formulation qui s'est montrée encore plus stable. Enfin, nous avons traité le cas des structures comprenant des couches homogènes, ou nous avons proposé une procédure de résolution permettant d'économiser un temps de calcul considérable.
Diffusion d'ondes vibratoires dans les nanostructures cristallines désordonnées quasi-tridimentionnelles
(Universite Mouloud Mammeri, 2008) Rabia, Mohammed-Said
Dans ce travail, nous étudions la diffusion d’ondes vibratoires dans un cristal infini de faible épaisseur, assimilé à un guide d’onde parfait quasi-tridimensionnel, comportant différents types de défauts ou diffuseurs, dans le cadre de l’approximation harmonique . L’analyse présentée intéresse essentiellement la diffusion de phonons par un défaut de structure localisé en volume. Ce faisant, nous avons utilisé un modèle quasi- unidimensionnel dans une direction de symétrie donnée ainsi que la méthode de raccordement . Ce modèle mène à des résultats détaillés des vecteurs déplacement atomiques aussi bien à l’intérieur qu’à l’extérieur de la zone du défaut. Cette description peut être appliquée aussi bien à l’échelle atomique que macroscopique. Quant à la technique de raccordement, elle est introduite pour le calcul de la section de diffusion aux inhomogénéités. Elle permet aussi une étude approfondie des phonons localisés et de la diffusion de phonons par un défaut de surface en utilisant le même formalisme mathématique qu’en volume .
Diffusion élastique d'électrons par des molécules simples : effets
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2020) Medegga, Fatma
Dans ce travail, nous avons calculé et reporté les sections efficaces doublement différentielles et intégrales de diffusion élastique d’électrons par la molécule de chlorure d’hydrogène et de fluorure d’hydrogène pour une gamme d’énergie allant de 10 eV à 20 KeV, domaine où les effets relativistes sont négligeables. Les calculs sont effectués dans le cadre de la première approximation de Born utilisant le formalisme des ondes partielles. L’état de la molécule cible est décrit par les ondes partielles mono-centriques. Le potentiel optique sphérique utilisé dont la composante principale dite potentiel statique est calculée en utilisant les fonctions d’ondes mono-centriques de Hartee-Fockdéterminées par Moccia. Pour améliorer nos résultats, les effets de corrélation-polarisation et d’échange d’électrons sont considérés par un choix très minutieux de potentiels dans la littérature. Les sections efficaces doublement différentielles et intégrales obtenues pour la diffusion élastique d’électrons par la molécule HCl sont comparées aux données expérimentales disponibles ; un très bon accord est obtenu sur toute la gamme d’énergie considérée. Cet accord nous a encouragé à analyser la diffusion élastique d’électrons par la molécule HF et ce malgré l’absence de résultats théorique et expérimentaux dans la littérature. Les différents résultats obtenus sont, ainsi, suffisamment analysés. Le model utilisé a clairement mis en évidence le rôle joué par les potentiels d’échange et de corrélation-polarisation, notamment à des énergies incidentes faibles et aux alentours des minimas observés.
Double ionisation de molécules d'interêt biologique par impact d'électrons
(Universite Mouloud Mammeri, 2011-11-24) Oubaziz, Dahbia
L’étude menée dans cette thèse est réalisée dans le cadre de la première approximation de Born. Cette approximation est justifiée lorsque la vitesse de l’électron incident est grande devant la vitesse des électrons de la cible. Pour décrire le double continuum, nous avons utilisé le modèle 2CWG qui tient compte de la répulsion électronique entre les deux électrons éjectés. Ce modèle sera utilisé pour calculer les sections efficaces multiplement différentielles ainsi que les sections efficaces intégrées.
Dynamique des monoxydes antiferromagnétiques à structure rock-salt.
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2021-07-01) Chelli, Farid
La plupart des systèmes fonctionnels en électronique de spin (capteurs et mémoires) reposent sur des hétérostructures comportant des couches ferromagnétiques. Pour améliorer leurs performances et permettre de nouvelles applications, des dispositifs fondés sur des semi-conducteurs à base d’oxydes antiferromagnétiques ont été développés. Les monoxydes se sont révélés comme étant des matériaux capables d’expliquer la relation entre le transport électronique et les spectres magnétiques. Il est à noter que des avancées théoriques sont nécessaires pour tenir compte de tous les phénomènes observés dans ces nouveaux systèmes magnétiques. Dans ce travail on se propose de réaliser une étude théorique sur les excitations de spin dans les monoxydes de métaux de transition de la première série qui adoptent une structure de type NaCl. Ces monoxydes sont presque toujours non-stœchiométriques, et cette nonstoechiométrie est considérée comme des inhomogénéités qui sont capables de modifier les propriétés physiques. En outre, ces monoxydes sont presque tous semi-conducteurs, excepté quelques uns qui sont conducteurs, contrairement aux monoxydes des métaux classiques. Le mouvement et l’amplitude de précession des spins dans les monoxydes antiferromagnétiques sont examinés en volume et en surfaces (plane et en présence de marche) en utilisant la méthode dite de raccordement. Les spectres magnétiques sont déterminés et discutés en fonction des différents paramètres caractérisant les structures sous-étude. Nous déterminons numériquement les états localisés de spins, les densités d’états locales (LMDOS) magnoniques en présence des deux types de surfaces examinées. Nous signalons que l’interaction entre les états localisés de spins et les modes du continuum font apparaître dans les spectres magnétiques plusieurs oscillations, certaines d’entre elles sont de type Fano.
Dynamique des monoxydes antiferromagnétiques à structure rock-salt.
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2021-07-14) Chelli, Farid
La plupart des systèmes fonctionnels en électronique de spin (capteurs et mémoires) reposent sur des hétérostructures comportant des couches ferromagnétiques. Pour améliorer leurs performances et permettre de nouvelles applications, des dispositifs fondés sur des semi-conducteurs à base d’oxydes antiferromagnétiques ont été développés. Les monoxydes se sont révélés comme étant des matériaux capables d’expliquer la relation entre le transport électronique et les spectres magnétiques. Il est à noter que des avancées théoriques sont nécessaires pour tenir compte de tous les phénomènes observés dans ces nouveaux systèmes magnétiques. Dans ce travail on se propose de réaliser une étude théorique sur les excitations de spin dans les monoxydes de métaux de transition de la première série qui adoptent une structure de type NaCl. Ces monoxydes sont presque toujours non-stœchiométriques, et cette nonstoechiométrie est considérée comme des inhomogénéités qui sont capables de modifier les propriétés physiques. En outre, ces monoxydes sont presque tous semi-conducteurs, excepté quelques uns qui sont conducteurs, contrairement aux monoxydes des métaux classiques. Le mouvement et l’amplitude de précession des spins dans les monoxydes antiferromagnétiques sont examinés en volume et en surfaces (plane et en présence de marche) en utilisant la méthode dite de raccordement. Les spectres magnétiques sont déterminés et discutés en fonction des différents paramètres caractérisant les structures sous-étude. Nous déterminons numériquement les états localisés de spins, les densités d’états locales (LMDOS) magnoniques en présence des deux types de surfaces examinées. Nous signalons que l’interaction entre les états localisés de spins et les modes du continuum font apparaître dans les spectres magnétiques plusieurs oscillations, certaines d’entre elles sont de type Fano.
Effet des configurations à coeur excité sur la réduction des probabilités de transition du faisceau
(Universite Mouloud MAMMERI Tizi-Ouzou, 2020) Arab, kamel
L'introduction des configurations à cœur excité de type 5p54fn5d (n=1,..,14) des ions lanthanides trivalents dans le schéma d'interactions de configurations conduit essentiellement à une réduction des intensités du faisceau de résonance 5p64fn-5p64fn-15d. Il a été aussi montré que cette réduction est accompagnée d'une augmentation du faisceau 5p54fn5d-5p64fn. Dans le cas de néodyme, on a observé une réduction des transitions 4f-5d en moyenne d'un facteur deux, contrairement aux faisceaux 6p-5d et 6p-6s, les intensités restent dans l'ensemble inchangés. Cela a été observé expérimentalement et l'analyse des résultats nous a conduit à déterminer 125 niveaux d'énergie dont deux appartenant à la configuration à cœur excité 5p54f36s et à identifier 313 raies spectrales dans la région entre 350 et 650 Å. La méthode théorique utilisée est basée sur l'approche paramétrique de Racah-Slater en utilisant la chaine de programmes de R. D. Cowan et les spectres sont produits par une source de décharges de type étincelle glissante et observés et mesurés en utilisant la spectroscopie à réseau à l'aide du spectrographe de 10.7 m de Paris-Meudon. Au terme de cette étude, les valeurs des paramètres obtenues ont fournis des facteurs d'échelle applicables à d'autres ions voisins. Quant aux spectres de Tm IV et d'Er IV, l'absence de données expérimentales nous a incitée à se limiter à une étude théorique similaire à celle du néodyme. Les calculs HFR effectués ont renforcé, de surcroit, avec la connaissance récente des facteurs d'échelle des ions voisins, la prédiction de la réduction des transitions 5p64f12-5p64f115d au profit du faisceau 5p64f12-5p54f125d pour Tm et 5p64f11-5p64f105d au profit du faisceau 5p64f11-5p54f115d dans le cas d'erbium.

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