No description available.

No description available.

No description available.

No description available.

Cette thèse présente une étude expérimentale de la transition de mouillage de l'hélium liquide sur la surface du césium métallique et une détermination de la ligne de prémouillage de ce liquide sur la surface du rubidium. On rappelle tout d'abord le critère établi par Cheng et al. pour le mouillage à température nulle d'une surface par l'hélium liquide, ainsi que son extension à température non-nulle pour déterminer la température de mouillage et la ligne de prémouillage. Une amélioration de ce modèle est présentée, qui prend en compte la variation avec la température de différents paramètres. Les méthodes expérimentales utilisées sont originales sur deux points: le mouillage d'une surface est détecté par une mesure de conductivité thermique, tirant parti du lien existant entre la superfluidité du film d'hélium à basse température et son épaisseur; Les surfaces étudiées sont celles du métal massif conservées dans des cellules scellées. La transition de mouillage a été observée sur le césium. Elle a été trouvée continue et hystérétique. La mise au point d'une technique de désaturation des films en cellule scellée a permis d'observer la transition de prémouillage à différentes températures sur une même surface de rubidium. La ligne de prémouillage a été déterminée expérimentalement entre 1 et 1.7 kelvins. Elle suggère que la surface du rubidium est faiblement mouillée à température nulle. Enfin, il a été montré que l'oxydation limitée d'une surface de rubidium la rendait moins mouillable par l'hélium. Pour la première fois, nous avons observé une surface de rubidium sèche à saturation, ainsi que la transition de démouillage sur cette surface.

Le pompage optique laser des mélanges gazeux d'hélium peut fournir, dans un champ magnétique faible, de fortes valeurs de polarisation nucléaire. Une technique thermique efficace qui permet la circulation des atomes d'hélium 3 dans la cellule expérimentale rend possible le transfert, en régime stationnaire, de la polarisation nucléaire du gaz à un échantillon liquide à basse température. La relaxation sur les parois de la cellule est efficacement réduite par l'utilisation de césium métallique. Dans de tels échantillons, fortement aimantés et anisotropes, c'est le champ dipolaire qui contrôle l'évolution de l'aimantation. Des modes amortis d'aimantation sont observés par une technique de RMN pulsée. L'analyse détaillée de leur fréquence et de leur taux d'amortissement donne des informations sur la densité d'aimantation et le coefficient de diffusion de spin dans des mélanges polarisés. Les expériences relatées ici sont réalisées à des températures supérieures à 0.2K dans des mélanges dont la concentration en hélium 3 est au moins de l'ordre de quelques pour cents. Quand survient la séparation de phase, la phase riche en hélium 3 renferme une forte densité d'aimantation. Des résultats préliminaires concernant l'observation de la séparation de phase et la mesure du potentiel chimique de l'hélium 4 sont également donnés dans cette thèse.

Cette thèse présente une étude expérimentale de la dynamique de mouillage d'un film d'4He liquide superfluide sur une surface de césium, lors de la traversée en température de la transition de prémouillage. Pour imager le film d'hélium, nous avons adapté aux basses températures une méthode de contraste interférentiel différentiel, qui donne accès selon une direction au gradient de couverture locale d'hélium. Les couches de césium ont été fabriquées par évaporation in situ à froid. Elles montrent des angles de contact de l'hélium équivalents à ceux des autres groupes utilisant le même procédé de fabrication. L'épaisseur de films d'hélium a été mesuré en fonction de la désaturation sur ces surfaces et est compatible avec les valeurs attendues. Suivant les surfaces de césium, deux types de comportement du film durant la transition de prémouillage ont été observés. Sur un premier type de surface, l'envahissement par le film s'effectue en passant par un état intermédiaire qui apparaît comme un mélange de surface sèche et mouillée à une échelle inférieure à la résolution. Nous n'avons eu accès alors qu'à la proportion de surface sèche à l'avant du film, moyennée sur la tache de diffraction. L'évolution de la couverture moyenne avec la température peut s'interpréter dans le cadre du modèle d'Ising à champ aléatoire à température nulle sans nucléation, avec un paramètre de désordre important. Sur un deuxième type de surface, les longueurs de corrélation du film sont bien plus importantes et l'invasion de la surface par le film s'effectue par une avancée observable du bord du film. Celle-ci se fait à température constante, le film progressant par avalanches successives activées thermiquement. La vitesse d'avancée du front du film a été mesuré en fonction de la température et de l'épaisseur du film.

In recent years, studies of diffusion in random media have been extended to include the effects of media in which the defects fluctuate randomly in time. Typically, the diffusive motion of particles in a static medium persists when the medium is allowed to fluctuate, with the diffusivity (diffusion constant) D depending on the character of the fluctuations. In the present work, we study random walks on lattices in which the bonds connecting vertices open and close randomly in time, and the walker is not allowed to cross a closed bond. Variations of the model studied here have been used to model the diffusion of CO through myoglobin, the transport of ions in polymer solutions, and conduction in hydrogenated amorphous silicon. The major objective in analyzing these systems is to find efficient methods for computing the diffusivity. In this dissertation, we focus mainly on methods of computing the diffusivity in our model. In addition, we study the critical behavior of the model and present a demonstration, valid for a restricted range of model parameters, that the distribution of the displacement converges in time to a Gaussian with width D. To compute the diffusivity, we use a numerical renormalization group (RG) method, power series expansions in model parameters, and Monte Carlo simulations. We choose a model with two parameters characterizing the bond fluctuations--the time scale of fluctuations tau and the mean open-bond density p. We calculate a series expansion of the diffusivity to about 10th order in the parameter nu = exp(.1/τ) on the hypercubic lattice Zᵈ for d = 1, 2, 3, as well as on the Bethe lattice. We compute the same power series expansion to 3rd order in ν for arbitrary d. We compute estimates of the diffusivity on the Bethe lattice using the RG methods and show by comparison to Monte Carlo data that the RG provides excellent quantitative predictions of D when τ is not too large.

Many-body Coulomb interactions make understanding the complete excitation spectra of conjugated polymers a formidable task, and a variety of sophisticated experimental and theoretical techniques have been used in an attempt to elucidate their complicated electronic structure. It is thus crucial to have a intuitive, physical picture in order to interpret the wide range of available experimental data. We present the results of calculations within an exciton basis which allows for a simple pictorial description of all linear and nonlinear excitations in conjugated polymers, and settles a number of longstanding controversies. The exciton basis further allows us to justify the application of single configuration interaction (SCI) techniques to the understanding of nonlinear optical experiments in the low energy region. We show that SCI can give a clear, self-consistent picture of the photoexcitations in poly(para-phenylene vinylene), a conjugated polymer which has attracted much recent interest.

This dissertation describes experimental and theoretical studies of carrier tunneling in semiconductor heterostructures and optical properties of neutron irradiated quantum wells. Unambiguous experimental evidence for the dramatic dependence of hole tunneling rates on in-plane momentum in (Ga,In)As/(Al,In)As asymmetric double quantum wells (ADQWs) is presented. Holes generated near the bandedge tunnel on hundred picosecond time scales, whereas holes excited with large excess energy tunnel on subpicosecond time scales. The mechanism responsible for this increase of three orders of magnitude in the hole tunneling rate is nonresonant delocalization of hole wavefunctions by band mixing in the valence band. The carrier density and temperature dependencies of tunneling dynamics are presented. A simple kinetic model developed for electron LO-phonon assisted tunneling shows good qualitative agreement with experimental data. Exciton tunneling in wide gap, II-VI semiconductors was studied using (Zn,Cd)Se/ZnSe ADQW. The strong Coulomb interaction in II-VI semiconductors makes the tunneling process significantly different from that in III-VI ADQWs. Fast (1 ps) and complete recovery of the narrow well exciton absorption was observed after resonant femtosecond pulse excitation. The observed dynamics contradict the theory of independent electron and hole tunneling. The theory of exciton tunneling was developed. Theoretical analysis shows that tunneling of the exciton as a whole entity with the emission of only one LO-phonon is very slow. Instead, the exciton tunnels via an indirect state in a two-step process whose efficiency is dramatically enhanced by the Coulomb interaction. The optical properties of neutron irradiated GaAs/Ga,Al)As multiple quantum wells are investigated. Sharp room temperature exciton features and a 21 ps carrier lifetime are demonstrated in neutron irradiated multiple quantum wells. Carrier lifetime reduction is consistent with the presence of EL2 defects that are efficiently generated by fast neutrons. The influence of the gamma rays accompanying neutron irradiation is discussed. Neutron irradiation provides a straightforward way to control the carrier lifetime in semiconductor heterostructures with minor deterioration of their excitonic properties.