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Megagauss 2.0 : a 10 capacitor system for production of megagauss fields for laser plasma experimentsLewis, Sean Matthew 21 October 2014 (has links)
High magnetic fields greater than 100 Tesla applied to laser generated plasmas can generate unique and interesting conditions. High power laser systems at the University of Texas in the Center for Higher Energy Density Sciences readily produce short lived fusion plasmas in cluster targets. A strong magnetic field could increase fusion neutron yield and plasma confinement while providing a unique plasma physics environment. For this purpose, Sandia National Laboratories in collaboration with the University of Texas designed and constructed a pulsed power device to produce more than 2 megaamperes. This current produces strong magnetic fields in small coils with duration on the order of microseconds. At the University of Texas, tests with this device determined the operational characteristics. I will describe the behavior of this device with currents of approximately a megaamp and magnetic fields of more than 60 Tesla. Emphasis is placed on understanding the behavior of the fields and coils. / text
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MegaGauss : a portable 40T magnetic field generatorWisher, Matthew Louis 11 July 2011 (has links)
Fusion neutrons from high energy density plasmas generated by pulsed laser irradiation of nanoscale atomic clusters have been explored in recent experiments at the University of Texas at Austin. A sufficiently strong (~200 T) magnetic field is expected to produce a magnetized, high temperature (10 keV) plasma with beta [approximately equal to] 1. Such a field along the laser axis may confine the plasma’s radial expansion, thus increasing fusion yield. As part of a multi-stage project to implement this experiment, a scaled (~40 T, ~500 KA) version of the final 200 T, 2.2 MA pulsed power device has been designed and built by Sandia National Laboratories and is now at UT-Austin. This apparatus, named MegaGauss, is meant to serve as a preparation tool for the 200 T system; as such, its current pulse was recorded for analysis, and is compared to a theoretical model to verify its response parameters (e.g. peak current, time to peak). Techniques and results of this comparison are discussed, followed by explanations of basic construction of the 40 T device and current sensing instrumentation. Discussion of MegaGauss is completed with a survey of notable failure modes, and a description of the often severe effects the miniature field-generating Helmholtz coil experiences due to the current pulse and magnetic field. Finally, a novel data archive scheme, structured around the familiar MDSplus archive system, is implemented in Labview and integrated into the main pulsed power control program. Specifically, methods for linking MDSplus’s robust functionality with Labview’s intuitive development environment are realized by means of a specialized software bridge between the two. These methods are used in software that allows MDSplus archives to be written and read exclusively through Labview. / text
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Stiprių magnetinių laukų daugkartinio naudojimo induktorių tyrimas / The Investigation of High Magnetic Field Long-Life Operation InductorsBartkevičius, Saulius 15 June 2009 (has links)
Disertacijoje nagrinėjami stipraus impulsinio magnetinio lauko induktoriai, kurių ilgaamžiškumas priklauso nuo daugelio jų fizikinių parametrų. Sukūrus induktorių geometrijos sintezės metodiką, sudaryti induktorių matematiniai ir kompiuteriniai modeliai, ištirti impulso metu skirtingų parametrų induktorių apvijose vykstantys procesai, atlikta daugkartinio naudojimo induktorių geometrijų paieška. Sukurtas programinis aprūpinimas induktorių skaičiavimams įgalina nustatyti induktorių, tinkamų daugkartiniam impulsiniam magnetiniam laukui generuoti, parametrus. Darbo rezultatai pritaikyti kuriant induktorių prototipus.
Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, literatūros ir publikacijų disertacijos tema sąrašas.
Įvadiniame skyriuje aprašomas problemos aktualumas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, pateikiama disertacijos struktūra.
Pirmajame skyriuje aptariama stipraus magnetinio lauko reikšmė šiuolaikiniam mokslui, pristatomi stipraus magnetinio lauko generavimo būdai, analizuojami impulsiniai induktoriai, jų kompiuterinių modelių sudarymo problematika, geometrijos optimizavimas.
Antrajame skyriuje aprašoma induktorių geometrijos ir medžiagų sudėties sintezės metodika, sukuriamas induktoriaus matematinis-kompiuterinis modelis, apibrėžiama daugkartinio naudojimo induktorių pagrindinių parametrų visuma – „gyvavimo zona“, pateikiamas daugkartinio naudojimo induktorių geometrijų paieškos algoritmas... [toliau žr. visą tekstą] / The aim of the dissertation is the analysis of high pulsed magnetic field inductors in order to determine their electrophysical parameters for non-destructive magnetic field generation. To obtain that effective method to synthesize inductor geometrical and material models was developed, inductor mathematical and computer models created, electrophysical processes during the pulse in windings of various inductors were examined. Finally, retrievals of nondestructive inductor geometrical configurations were performed. Software developed and results gained were successfully used to design new pulsed inductor prototypes.
Dissertation content: introduction, four chapters, general conclusions, list of references and list of author’s publications on the subject of dissertation.
The introduction contains the topicality of the problem, aim of the work, main tasks, scientific novelty, practical value, result approval, defended statements and structure description.
Overview of different high magnetic field generation techniques, pulsed inductor design, geometry optimization problems and software used for these tasks are the objectives of the first chapter.
The second chapter is dedicated to development of technique for inductor geometrical-material model synthesis, creation of mathematical-computer inductor model, definition of long-life operation inductor parameters – their “vitality zone” and design of non-destructive inductor geometries retrieval algorithm.
In the third chapter... [to full text]
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The Investigation of High Magnetic Field Long-Life Operation Inductors / Stiprių magnetinių laukų daugkartinio naudojimo induktorių tyrimasBartkevičius, Saulius 15 June 2009 (has links)
The aim of the dissertation is the analysis of high pulsed magnetic field in-ductors in order to determine their electrophysical parameters for non-destructive magnetic field generation. To obtain that effective method to synthe-size inductor geometrical and material models was developed, inductor mathe-matical and computer models created, electrophysical processes during the pulse in windings of various inductors were examined. Finally, retrievals of non-destructive inductor geometrical configurations were performed. Software de-veloped and results gained were successfully used to design new pulsed inductor prototypes.
Dissertation content: introduction, four chapters, general conclusions, list of references and list of author’s publications on the subject of dissertation.
The introduction contains the topicality of the problem, aim of the work, main tasks, scientific novelty, practical value, result approval, defended state-ments and structure description.
Overview of different high magnetic field generation techniques, pulsed in-ductor design, geometry optimization problems and software used for these tasks are the objectives of the first chapter.
The second chapter is dedicated to development of technique for inductor geometrical-material model synthesis, creation of mathematical-computer induc-tor model, definition of long-life operation inductor parameters – their “vitality zone” and design of non-destructive inductor geometries retrieval algorithm.
In the third chapter... [to full text] / Disertacijoje nagrinėjami stipraus impulsinio magnetinio lauko induktoriai, kurių ilgaamžiškumas priklauso nuo daugelio jų fizikinių parametrų. Sukūrus induktorių geometrijos sintezės metodiką, sudaryti induktorių matematiniai ir kompiuteriniai modeliai, ištirti impulso metu skirtingų parametrų induktorių ap-vijose vykstantys procesai, atlikta daugkartinio naudojimo induktorių geometrijų paieška. Sukurtas programinis aprūpinimas induktorių skaičiavimams įgalina nustatyti induktorių, tinkamų daugkartiniam impulsiniam magnetiniam laukui generuoti, parametrus. Darbo rezultatai pritaikyti kuriant induktorių prototipus.
Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, literatūros ir publikacijų disertacijos tema sąrašas.
Įvadiniame skyriuje aprašomas problemos aktualumas, formuluojamas dar-bo tikslas ir uždaviniai, pristatomi autoriaus pranešimai ir publikacijos, patei-kiama disertacijos struktūra.
Pirmajame skyriuje aptariama stipraus magnetinio lauko reikšmė šiuolaiki-niam mokslui, pristatomi stipraus magnetinio lauko generavimo būdai, analizuo-jami impulsiniai induktoriai, jų kompiuterinių modelių sudarymo problematika, geometrijos optimizavimas.
Antrajame skyriuje aprašoma induktorių geometrijos ir medžiagų sudėties sintezės metodika, sukuriamas induktoriaus matematinis-kompiuterinis modelis, apibrėžiama daugkartinio naudojimo induktorių pagrindinių parametrų visuma – „gyvavimo zona“, pateikiamas daugkartinio naudojimo induktorių geometrijų paieškos algoritmas... [toliau žr. visą tekstą]
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Proof of principle for Bi₂SR₂CaCu₂O₈₊x react wind sinter magnet manufacturingMerritt, Gary Adam. Schwartz, Justin January 2006 (has links)
Thesis (M.S.)--Florida State University, 2006. / Advisor: Justin Schwartz, Florida State University, College of Engineering, Dept. of Mechanical Engineering. Title and description from dissertation home page (viewed Sept. 19, 2006). Document formatted into pages; contains xii, 43 pages. Includes bibliographical references.
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Flux pumping for high-Tc superconducting (HTS) magnetsGeng, Jianzhao January 2017 (has links)
High Tc superconductors are enabling in the generation of extremely high magnetic fields. Flux pumping is a promising technology which can be used to operate HTS magnets without significant loss. In this decade, several HTS flux pumps based on travelling magnetic waves have been developed, yet their physics is still unclear. This thesis established a framework in the area of flux pumping for HTS coils. It revealed the underlying physics of existing travelling wave flux pumps, which is an important theoretical contribution. Based on the thorough understanding of flux pumping mechanism, the author proposed two novel types of flux pumps. The new inventions make flux pumping much easier, more controllable, and much less energy consuming. These flux pumps may promote the future applications of HTS magnets. This thesis can be a guidebook for researchers and engineers in developing flux pumps.
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Transport électronique quasi-balistique dans les nanofils d'InAs et d'InSb sous champ magnétique / Quasi-ballistic electronic transport in InAs and InSb nanowires under high magnetic fieldVigneau, Florian 25 October 2016 (has links)
La structure de bande et les propriétés électroniques des nanofils d’InAs et d’InSb sont étudiées par transport électronique en régime quasi-balistique et sous un champ magnétique montant jusqu’à 55T. Le régime quasi-balistique est mis en évidence par la quantification de la conductance. La structure de bande est sondée par l’analyse des plateaux de conductance en fonction de la concentration électronique. L’application du champ magnétique lève la dégénérescence de spin et la dégénérescence orbitale. Sous champ magnétique perpendiculaire à l’axe du nanofil, les bandes évoluent vers la quantification de Landau, accompagnée d’une réduction de la rétrodiffusion. Des fluctuations quasi-périodiques de la conductance sont mesurées en fonction du champ magnétique parallèle à l’axe du nanofil. Elles révèlent le confinement des porteurs à l’intérieur du nanofil et la formation d’orbites de Landau dans la direction du transport. Le transport électronique cohérent est mis en évidence par l’observation de fluctuations universelles de conductance et du régime de Fabry-Pérot électronique. Enfin, la mesure de photoconductivité révèle la présence de barrières de Schottky au niveau des contacts et une anisotropie en fonction de la direction de polarisation linéaire inattendue pour des nanofils d’InSb de structure cristalline Blende de Zinc. / The subband structure and electronic properties of InAs and InSb nanowires are studied experimentally by measuring the electronic transport in the quasi-ballistic regime and under magnetic field up to 55T.The quasi-ballistic regime is highlighted by the conductance quantization. The band structure is probed by analyzing the conductance plateaus as a function of the gate voltage. The application of a magnetic field lifts the orbital and spin degeneracy. Under a magnetic field perpendicular to the NW axis subbands evolved towards Landau quantization together with backscattering reduction. Fluctuations of the magneto-conductance are observed in function of magnetic field parallel to the nanowire axis. They reveal the carriers confinement within the nanowire and Landau orbits emergence in the transport direction. The coherent electron transport is jointly studied in these systems. It is highlighted by the observation of universal conductance fluctuations and electronic Fabry-Pérot oscillations. Finally the low-temperature photoconductivity measurement reveals the presence of Schottky barriers at the contacts and unexpected anisotropy according to the direction of linear polarization for InSB Zinc Blende nanowires.
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Electronic properties of quasi-one-dimensional systems (C60@SWCNTs and InAs nanowires) studied by electronic transport under high magnetic field / Propriétés électroniques des systèmes quasi-unidimensionnels (C60@SWCNTs et nanofils d'InAs) étudiés par le transport électronique sous champ magnétique intensePrudkovskiy, Vladimir 14 June 2013 (has links)
Cette thèse présente des mesures de transport électronique dans des systèmes quasi-unidimensionnels (quasi-1D) sous champ magnétique intense. Deux systèmes différents présentant un confinement électrique quasi-1D ont été considérés: les peapods de carbone (C60@SWCNTs) et les nanofils d'InAs. L’objectif de ces travaux consiste à sonder les propriétés électroniques spécifiques de ces systèmes quasi-1D par les mesures de magnétotransport sur les nano-objets uniques. Dans les deux cas, les expériences sous champs magnétiques intenses ont été accompagnée par des caractérisations structurales et des mesures de conductance à champ magnétique nul.L'encapsulation de diverses molécules à l'intérieur de nanotubes de carbone (CNTs), comme par exemple les fullerènes C60, constitue une des voies prometteuses vers l'accordabilité de la conductance des CNTs. Parmi la grande variété des nanotubes de carbone remplis, les peapods représentent une structure hybride pionnière découvert en 1998. Depuis lors, leur structure électronique a fait l’objet d’études théoriques controversées avec un nombre limité de réalisations expérimentales. Dans cette thèse, les propriétés électroniques des peapods individuels ont été étudiés en combinant les mesures de spectroscopie micro-Raman et de magnétotransport sur les mêmes échantillons. Nous avons constaté que les C60 encapsulés modifient fortement la structure de bande électronique des nanotubes semi-conducteurs au voisinage du point de neutralité de charge. Cette modification comprend un déplacement rigide de la structure électronique et un remplissage partiel de la bande interdite. Nous avons aussi montré que l’excitation UV sélective des fullerènes conduit à une forte modification du couplage électronique entre les C60 et le CNT induite par la coalescence partielle des C60 et de leur distribution à l'intérieur du tube. Les résultats expérimentaux sont supportés par des simulations numériques de la densité d'états et de la conductance des nanotubes de carbone avec des fullerènes fusionnés à l'intérieur (K. Katin, M. Maslov).Les nanofils semiconducteurs (sc-NWs) font l'objet de recherches actives depuis ces dix dernières années. Ils représentent des systèmes modèles pour l’étude des propriété électronique objet quasi-1D. Ils représentent en outre des possibilités de modulation de la structure de bande aussi que de contrôle de la densité de porteurs. Dans ce domaine de recherche, les nanofils semi-conducteurs à base de composes III-V tel que InAs, ont une place particulière en raison de la faible masse effective des porteurs de charge. Nous avons étudié la conductance de nanofils individuels dans une large gamme de champs magnétiques (jusqu'à 60T). Les mesures en champ nul et en champ faible ont démontré un transport faiblement diffusif dans ces nanofils. Les mesures de transport sous champ magnétique intense ont révélé une forte chute de la conductance au dessus d'un champ critique qui s'élève clairement avec l'énergie de Fermi. Cet effet est interprété par la perte de canaux de conduction une fois que toutes les sous-bandes magnéto-électriques, décalés vers les hautes énergies par le champ magnétique, ont traversé l'énergie de Fermi. Les calculs de structure de bande préliminaires (Y-M. Niquet), en prenant en compte les confinements latéraux et magnétiques, sont en bon accord qualitatif avec les résultats observés dans le régime de champ magnétique intense. Ce résultat est la première observation des effets de structure de bande dans les expériences de magnéto-transport sur les sc-NWs / The scope of this thesis is related to the electronic properties of quasi 1D systems probed by high field magnetotransport. Two different systems exhibiting quasi-1D confinement have been considered: carbon C60 peapods (C60@SWCNTs) and InAs semiconductor nanowires. The magnetotransport measurements on single nano-objets have been used to investigate the specific electronic structure of these 1D systems. In both cases, the high magnetic fields experiments have been supported by structural characterisation and conductance measurements at zero field.The encapsulation of various molecules inside carbon nanotubes (CNTs), as for instance C60 fullerenes encapsulated in SWCNT, constitutes promising routes towards the tunability of the CNT conductance. Among the wide variety of filled CNTs, peapods represent a pioneer hybrid structure discovered in 1998. Since that time, their electronic structure has been subjected to intense and controversial theoretical studies together with a limited number of experimental realizations. In this thesis the electronic properties of individual fullerene peapods have been investigated by combining micro-Raman spectroscopy and magnetotransport measurements on the same devices. We bring evidence that the encapsulated C60 strongly modify the electronic band structure of semiconducting nanotubes in the vicinity of the charge neutrality point, including a rigid shift and a partial filling of the energy gap. In addition by playing with a selective UV excitation of the fullerene, we demonstrate that the electronic coupling between the C60 and the CNT is strongly modified by the partial coalescence of the C60 and their distribution inside the tube. The experimental results are supported by numerical simulations of the Density of States and the conductance of CNTs with coalesced fullerenes inside (K. Katin, M. Maslov).Semiconductor nanowires (sc-NWs) are being the subject of intense researches started a decade ago. They represent model systems for the exploration of the electronic properties inerrant to the quasi1-D confinement. Moreover they offer the possibility to play with band structure tailoring and carrier doping. In this direction III-V sc-NWs such as InAs NWs have played a particular role due to the small electron effective mass. We have studied the high magnetic field conductance of single nanowires. Prior to the high field measurements, the zero and low field investigations have demonstrated a weakly diffusive regime of the carrier transport in these wires. The high field investigations have revealed a drastic conductance drop above a critical field, which clearly rises with the Fermi energy. This effect is interpreted by the loss of conducting channels once all the magneto-electric subbands, shifted toward the high energy range by the magnetic field, have crossed the Fermi energy. Preliminary band structure calculations (Y-M. Niquet), taking into account the lateral and magnetic confinements, are in fairly good qualitative agreement with the observed result in the high field regime. This result is the first observation of band structure effects in magneto-transport experiments on sc-NWs
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Etudes de FeSe et CePt2In7 sous conditions extrêmes / Studies of FeSe and CePt2In7 under extreme conditionsRaba, Matthias 07 December 2018 (has links)
La supraconductivité non-conventionnelle a récemment été observée à proximité d'un point critique induit sous pression dans CePt$_2$In$_7$ et dans FeSe. Le premier est un fermion lourd tandis que le deuxième fait parti de la famille des supraconducteurs à base de Fer. Cette thèse a pour objectif de contribuer à la compréhension de ces systèmes à électrons fortement corrélés en étudiant les évolutions des structures cristallographiques et magnétiques, ainsi que les surfaces de Fermi sous conditions extrêmes.Tout d'abord, nous présentons une étude de diffraction de neutrons dans la phase magnétique de CePt$_2$In$_7$. Une seule structure magnétique, avec comme vecteur de propagation $textbf{Q} = (0.5,0.5,0.5)$ et $0.45~mu_B$ par atome de Cérium à 2 K, a été détectée en dessous de $T_N = 5.5$ K.Ensuite, des mesures de torque sous champ pulsé de CePt$_2$In$_7$ ne montrent aucun changement des surfaces de Fermi jusqu'à 70 T, bien au-dessus du point critique quantique induit sous champ, attendu à $55-60$ T selon la littérature. Cependant, ces mesures révèlent une claire anomalie métamagnétique à 47 T, très peu dépendante de la température et de l'orientation du champ ainsi qu'une chute des masses effectives vers 50 T. Nous suggérons que ces deux derniers éléments sont la manifestation d'un changement de valence des atomes de Ce de l'ordre de 0.06 électron par atomes de Cérium.L'étude des surfaces de Fermi de CePt$_2$In$_7$ sous pression a nécessité un développement instrumental à partir d'un circuit résonant à base d'une diode tunnel, combinée avec une cellule de pression de type Bridgman. Nous montrons qu'il est tout à fait possible de sonder les surfaces de Fermi à la fois sous champ magnétique et sous pression avec cette technique. Cependant, la fragilité du système résonnant nous amène à considérer des améliorations en vue de fiabiliser la mesure.Enfin, nous analysons une expérience de diffraction de rayons X sur un échantillon de FeSe sous pression hydrostatique. A 20 K, nous quantifions un durcissement de l'axe cristallographique $c$ qui s'opère à 1.9 GPa. A 50 K, outre le passage d'une maille orthorhombique à tétragonale à 1 GPa, nous mettons en évidence qu'une symétrie monoclinique s'installe à partir de 2 GPa, où, selon la littérature, une phase antiferromagnétique apparaît. / Unconventional superconductivity was recently observed in the vicinity of a pressure-induced quantum critical point in CePt$_2$In$_7$ and FeSe. The former is a heavy fermion compound, while the latter is an iron-based superconductor. This PhD thesis aims at improving our understanding of the physics of these newly discovered strongly correlated electron systems. This is achieved by experimental investigation of the evolution of crystal and magnetic structures, as well as of the Fermi surfaces under extreme conditions of high magnetic fields, high pressure, and low temperatures.We have investigated the magnetic structure of CePt$_2$In$_7$ by neutron diffraction. We observed only one magnetic propagation vector $textbf{Q} = (0.5, 0.5, 0.5)$ below $T_N = 5.5$ K. The magnetic moment is estimated at $0.45~mu_B$ per cerium atom at 2 K.Our torque measurements on CePt$_2$In$_7$ in pulsed fields suggest that the Fermi surfaces remain unchanged up to 70 T. This is well above the field-induced quantum critical point, which is expected to occur at $55-60$ T according to previous studies. However, a clear metamagnetic-like anomaly is found at 47 T. The anomaly is almost temperature and field-angle independent. Furthermore, a sudden drop of the effective mass is observed at about the same field. We suggest that the last two observations are most naturally accounted for by a valence crossover, where the cerium valence changes by about 0.06, the order of magnitude expected in Ce-based compounds.In order to study the Fermi surfaces of CePt$_2$In$_7$ under pressure, we developed a tunnel diode oscillator combined with a Bridgman-type pressure cell. We have demonstrated that this set-up is suitable for measuring quantum oscillations both at high magnetic fields and under high pressure. However, the working conditions of the oscillator have to be improved in order to obtain a more reliable system.Finally, we performed an X-ray diffraction experiment on FeSe under hydrostatic pressure. At 20 K, we found a change of the bulk modulus along the $c$ axis at 1.9 GPa. At 50 K, the orthorhombic to tetragonal crystallographic phase transition occurs at 1 GPa. We found evidences that this is followed by the emergence of a monoclinic symmetry above 2 GPa, where an antiferromagnetic phase was previously reported.
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Développement de nouvelles expériences de corrélation en RMN haute-résolution mettant en œuvre un encodage spatial fréquentiel de l'échantillon / Development of new correlation experiments in high resolution NMR using a spatial frequency encoding of the samplePitoux, Daisy 22 June 2015 (has links)
La plupart des développements qui ont été effectués ces dernières années dans le domaine de la RMN rapide ont permis d’accélérer considérablement l’acquisition des expériences multidimensionnelles. Cependant, dans le cas de l’étude des interactions proton-proton, qui constituent des sondes structurales précieuses des molécules, l’ensemble du processus analytique demeure une tâche difficile et longue pour les chimistes. Une raison est la complexité et la quantité des informations rendues disponibles qui contribue au profil spectral global, même dans le cas de molécules de petites et moyennes tailles. En l’état de l’art actuel, il était difficile d’optimiser simultanément la résolution des spectres de corrélations et la durée d’analyse nécessaires pour les acquérir et les exploiter. Ce projet de thèse avait pour but de développer une approche RMN nouvelle et générale basée sur un encodage spatial fréquentiel de l’échantillon afin de simplifier et d’accélérer l’étude de molécules plus ou moins complexes. L’encodage spatial fréquentiel permet de contrôler sélectivement les évolutions de spins dans des régions localisées de l’échantillon et de les combiner dans des spectres RMN haute résolution dans lesquels le contenu analytique est aisément accessible. Dans une première partie, la théorie de l’encodage spatial en fréquence est présentée. Une méthode de simulation du signal RMN encodé est présentée, puis utilisée pour décrire la localisation du processus d’excitation sélective d’un système de spin modèle, en allant de l’analyse d’une cohérence unique vers la reconstruction du spectre encodé à travers le tube RMN. En parallèle, l’influence du champ magnétique sur la largeur de coupe et de sensibilité de ce type d’expériences est également étudiée grâce à cet outil de simulation. Dans une deuxième partie, deux développements méthodologiques sont présentés. Tout d’abord, l’expérience PCR-COSY donne accès, en un seul spectre, à la mesure totalement éditée et attribuable des couplages scalaires proton-proton pour une molécule donnée. Ensuite, l’expérience push-G-SERF permet de mesurer l’ensemble des couplages impliquant un proton sélectionné à partir d’un spectre présentant des signaux J-résolus dans la dimension indirecte et -résolus dans la dimension directe du spectre. Dans une troisième partie, les expériences basées sur un encodage spatial de l’échantillon sont appliquées à l’analyse conformationnelle d’un saccharide synthétique. Tout d’abord, les avantages et inconvénients de la mise en œuvre des techniques d’encodage spatial en fréquence à très haut champ sont discutés. Enfin, une stratégie d’analyse conformationnelle basée sur la spectroscopie J-éditée est présentée et appliquée avec succès à l’étude de cet oligosaccharide. / Most of the developments that have been made during the last years in the field of fast NMR have allowed for considerably accelerating the acquisition of multidimensional experiments. However, the analysis of proton-proton spin interactions, which are very important structural probes in molecules, still constitutes a tedious and time-consuming analytical process for most of the chemists. One reason is the complexity and the high number of homonuclear couplings that contribute to the overall lineshape in proton spectra, even for small or medium-sized compounds. It is thus nowadays very difficult to optimize both the resolution of correlation spectra, and the experimental time needed to acquire them, using state of the art high resolution methods. This thesis project aimed at developing a novel and general approach based on a spatial frequency encoding of the NMR sample in order to simplify and thus to accelerate the analysis of complex molecular systems. Spatial frequency encoding consists in controlling selectively spin evolutions in localized regions of the sample, and in combining them into high resolution experiments whose analytical content is easily accessible. In a first part, the theory of spatial frequency encoding is presented. A general method for simulating the encoded NMR signal is introduced, and it is applied to describe the localized selective excitation process of a model spin system, from the analysis of a single spin coherence, to the reconstruction of the whole NMR spectrum encoded throughout the sample. The magnetic field dependence of the slice selection process, as well as the overall sensitivity is also addressed through this simulation tool. In a second part, two methodological developments are presented. Firstly, the PCR-COSY experiment gives access, in a single spectrum, to a fully edited and assignable measurement of all the proton-proton scalar couplings in a given molecule. Secondly, the push-G-SERF experiment allows for measuring all the couplings involving a selected proton on correlations showing a J-resolved and a -resolved structure in the indirect and direct domain of the resulting 2D spectrum, respectively. In a third part, high-resolution experiments based on a spatial frequency encoding of the sample are applied to the conformational analysis of a synthetic saccharide. First, advantages and drawbacks of an implementation of spatial frequency encoded techniques at very high field are discussed. Then, a conformational analysis strategy based on J-edited spectroscopy is introduced, and successfully applied to the study of this oligosaccharide.
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