Im Hinblick auf das immense Potential von Diamant als Material für die Mikroelektronik wurden im Rahmen dieser Arbeit undotierte und dotierte Diamantfilme mittels chemischer Gasphasenabscheidung auf Silizium präpariert und anschließend auf ihre elektronischen Eigenschaften hin untersucht. Für Letzteres wurde hauptsächlich die Elektronen-Energieverlustspektroskopie in Transmission verwendet. In situ Gasphasendotierung oder Ionenimplantation wurde zur Dotierung der Filme mit Bor, Lithium oder Phosphor eingesetzt. Bei der Ionenimplantation wurde aufgrund der Erzeugung von Strahlenschäden generell eine Erhöhung des sp2-Anteils beobachtet: Letzterer konnte jedoch im Falle der Bordotierung durch eine, den Implantationsprozeß folgende, Hochtemperaturtemperung wieder deutlich vermindert werden. Für die in situ Dotierung mit Bor wurde eine Verringerung des sp2-Gehaltes mit steigender Dotierkonzentration gefunden. Für den Film mit der höchsten Borkonzentration konnte auch die B1s Absorptionskante untersucht werden. Sie gibt Hinweise auf den überwiegenden Einbau der Boratome in einer tetragonalen Orientierung. Das hiermit verbundene Vorhandensein von Akzeptoren führt zu elektronischen Anregungen im Energiebereich der Bandlücke, welche mittels Infrarotspektroskopie und EELS nachgewiesen werden konnten. Aus den EELS Messungen lassen sich Akzeptorkonzentrationen berechnen, welche wiederum den hohen Anteil an tetraedrisch eingebauten Boratomen bestätigen. Desweiteren untersucht wurden, als interessante Materialklasse mit weitreichendem technologischem Potential, undotierte und stickstoffdotierte, diamantartige amorphe Kohlenstoffilme und hierbei insbesondere die Abhängigkeit der elektronischen und optischen Eigenschaften von der Ionenenergie und dem Stickstoffpartialdruck während der Filmpräparation. Die Plasmonenergien, Massendichten, sp3-Anteile und die optischen Bandlücken der Filme wurden quantitativ bestimmt, wobei das jeweilige Maximum bei einer Ionenenergie von 100 eV gefunden wurde. Alle eben genannten Größen verringern sich kontinuierlich mit zunehmendem Stickstoffanteil. Eine Kramers-Kronig Analyse der Verlustspektren gibt Zugriff auf den Real- und Imaginärteil der dielektrischen Funktion und damit auf das Spektrum der Einteilchenanregungen. Die Hybridisierung der Kohlenstoff- und der Stickstoffatome wurde detailliert aus den jeweiligen 1s Absorptionskanten bestimmt. Weiterhin wurde Diamant als Modellsystem eines Festkörpers mit rein kovalenten Bindungen untersucht, insbesondere die Verlustfunktion von Diamant entlang mehrerer Hochsymmetriekristallrichtungen über einen großen Energie- und Impulsbereich. Aus den EELS Messungen erschließt sich unmittelbar die stark anisotrope Plasmonendispersion von Diamant. Aus dem Vergleich der experimentellen Spektren mit ab initio LDA Rechnungen, die sowohl Kristallokalfeldeffekte als auch Austausch- und Korrelationseffekte beinhalten, lassen sich direkt Rückschlüsse auf den Einfluß der verschiedenen Effekte ziehen. Schon im optischen Limit, aber umso mehr mit steigendem Impulsübertrag q, wird eine Überlagerung der kollektiven Plasmonanregung mit Einteilchenanregungen im Energiebereich des Plasmons beobachtet, woraus eine Kopplung zwischen beiden Arten von Anregungen resultiert. Abgesehen vom deutlichen Einfluß der Bandstruktur auf die Plasmonendispersion läßt die überaus inhomogene Elektronenverteilung von Diamant auf nicht zuvernachlässigende Kristallokalfeldeffekte schließen. Der Vergleich zwischen experimentellen und berechneten Spektren zeigt deutlich, wie die Kristallokalfeldeffekte in der Tat mit steigendem Impulsübertrag an Gewicht zunehmen und die Struktur der Verlustfunktion mitbestimmen. / In the context of the immense potential of diamond as a material for use in the microelectronics industry, in this thesis pristine and doped diamond films have been deposited on silicon using chemical vapour deposition. Subsequently their electronic properties have been investigated using mainly electron energy-loss spectroscopy. Doping of the films with boron, lithium or phosphorous was carried out either via in-situ gas phase doping during film growth or using ion implantation. Upon ion implantation an increase of the carbon content with sp2 hybridisation has generally been found due to ion beam induced damage. In the case of boron doping it was possible to significantly reduce this sp2-contribution using a high temperature anneal. For the in-situ doping with boron, upon increasing doping concentration a decrease of the sp2-contribution was found. For the sample with the highest boron content the boron 1s absorption edge could also be investigated, providing evidence for the preferential incorporation of the boron atoms into tetrahedrally co-ordinated sites. This boron incorporation leads to the existence of electronic excitations in the energy range of the band gap, which could be observed using both infrared and electron energy-loss spectroscopy. From the electron energy-loss measurements it was possible to calculate acceptor concentrations which were consistent with the large amount of tetrahedrally co-ordinated boron atoms. A second theme in this thesis involved the study of pristine and nitrogen doped diamond-like amorphous carbon films, which are an interesting material class with far-reaching technological potential. Here the focus of the research concerned the dependency of the electronic and optical properties of the films upon the ion energy and the nitrogen partial pressure applied during the film preparation. The plasmon energies, mass densities, sp3 contribution and the optical band gaps of the samples were determined quantitatively, whereby the maximum in all these quantities was found to occur for ion energies of 100 eV. Furthermore, all of these characteristics were found to decrease continually with increasing nitrogen content. A Kramers-Kronig analysis of the loss spectra enabled the derivation of the real and imaginary parts of the dielectric function and with this of the complete spectrum of single particle excitations. The hybridization between the carbon and nitrogen atoms was also studied in detail from the analysis of the respective 1s absorption edges. Furthermore this thesis deals with the investigation of diamond as a model system for solids with pure covalent bonds. In particular, the loss function of diamond was measured along different high symmetry directions over a wide range of energy and momentum. Firstly, the EELS measurements showed directly the strongly anisotropic nature of the plasmon dispersion in diamond. Secondly, by the comparison of the experimental spectra with ab initio LDA-based calculations that include crystal local field effects as well as exchange and correlation contributions, conclusions can be drawn as to the influence of these quantities. In the optical limit, but even more so with increasing momentum transfer q, a superposition of the collective plasmon excitation and the single particle excitations in the energy range of the plasmon is observed. This energetic proximity results in a coupling between both types of excitations. Apart from the distinct influence of the bandstructure on the plasmon dispersion, the considerably inhomogeneous electron distribution of diamond would lead one to expect significant crystal local field effects in this system. The comparison between the experimental and the calculated spectra shows explicitly that the crystal local field effects increase with increasing momentum transfer and play an important role in defining the structure of the loss function.

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Contrairement aux nanotubes de carbone qui sont des semi-conducteurs dits " à petit gap " et dont les propriétés électroniques sont complétement contrôlées par leur géométrie, les nanotubes hétérogènes mono-parois BxCyNz suscitent un grand intérêt scientifique du fait de leurs propriétés électroniques modulables. La synthèse de tels nanotubes hétérogènes permettrait en effet de moduler ce " gap " en agissant sur leur composition chimique et non sur leur géométrie. Les nanotubes BxCyNz qui résultent de la substitution de certains atomes de carbone dans le réseau graphénique par des hétéroatomes (B et/ou N) peuvent trouver de nombreuses applications notamment dans la réalisation de matériaux photoluminescents, les dispositifs à émission de champ ou encore les nanotransistors à haute température... Ce travail porte sur la synthèse de cette nouvelle génération de nanotubes par arc électrique. Cette technique présente l'avantage de réaliser la substitution in-situ des atomes de carbone par les hétéroatomes. Elle a été menée en utilisant une approche originale basée sur la corrélation des caractéristiques du plasma (champs de température et de concentration des différentes espèces) avec la morphologie et la composition des nanostructures carbonées caractérisées par différentes techniques (HRTEM, EDX, XPS, EELS). Ces résultats permettent une meilleure compréhension des phénomènes impliqués dans la croissance des hétéronanotubes aux échelles macroscopique et microscopique, et également de la structure et de l'environnement chimique des dopants dans le réseau graphénique de nanoformes carbonées obtenues tels que des nanotubes dopés au bore et ou à l'azote, et des couches de graphènes dopées. / In opposition to carbon nanotubes which are semi-conductors with so-called "small gap" and which electronic properties are entirely determined by their geometry, single-wall heterogeneous carbon nanotubes BxCyNz yield to great scientific interest due to their tunable electronic properties. Successfully synthesising these heterogeneous nanotubes would indeed allow tuning this gap by acting on their chemical composition instead of their geometry. BxCyNz nanotubes resulting from the substitution of some carbon atoms in the graphene lattice by heteroatoms (B and/or N) could have numerous applications, in particular in photo-luminescent materials, field emission devices, or high operating temperature nano transistors... This work is dedicated to the synthesis of this new generation of nanotubes by electric arc. This technique offers the advantage to perform in-situ substitution of carbon atoms by the heteroatoms. It was carried out using an original approach based on the correlation of plasma characteristics (temperature and concentration fields of the various species) with the morphology and the composition of the carbon nanostructures characterized by various techniques (HRTEM, EDX, XPS, EELS). These results bring a better understanding of the phenomena involved in the growth of heteronanotubes in plasma conditions and also of the structure and chemical environment of the doping elements in the graphene lattice of carbon nanoforms such as boron- or nitrogen-doped nanotubes, and doped graphene layers.

L'objectif de la présente étude est l’évaluation des effets de l'exposition gestationnelle et lactationnelle aux anguilles contaminées aux POP dont la Σ6 PCB-NDL, sur la mémoire, la capacité d’apprentissage, l’activité motrice, le comportement de résignation, le statut oxydatif et l'activité de l'acétylcholinestérase des souris de génération F1. Pour ce faire, des souris femelles ont été exposées, à partir du sixième jour de gestation (JG 6) jusqu'au jour postnatal 21 (JPN 21), par voie d'ingestion, aux anguilles contaminées contenant Σ 6 PCB-NDL. Trois doses de la Σ 6 PCB-NDL ont été choisies : 85, 216 et 400ng/kg/j en se référant à un groupe de souris témoins. Nos résultats ont montré que l'exposition gestationnelle et lactationnelle, aux anguilles contaminées, contenant la Σ 6 PCB-NDL, n’a pas affecté la capacité d’apprentissage, ni la mémoire. Cependant, le traitement, utilisé dans cette étude, pourrait causer une hyperactivité tardive, persistante et sexe dépendante qui ne touche les souris femelles de la génération F1. En outre, un effet « depresive-like » de l’exposition gestationnelle et lactationnelle des souris de génération F1 aux anguilles contaminée par les POP y inclus la Σ 6 PCB-NDL, a été relevé de façon sexe dépendante. Le comportement « depresive-like » ne touche que les souris mâles et il était persistant au fil de temps. L’étude du statut oxydatif des trois régions cérébrales (cortex préfrontal, hippocampe et cervelet), a révélé que le traitement pourrait perturber, de façon sexe dépendante, l’activité des enzymes antioxydants (Cat, SOD) au niveau du cortex préfrontal et de l’hippocampe. Les conséquences du stress oxydant, dans cette étude se sont manifestées par une augmentation du taux des protéines carbonylées au niveau du cortex préfrontal et de l’hippocampe de certains groupes de souris mâles traitées. Cependant, aucune différence significative, n’a été enregistrée, au niveau des trois régions cérébrales étudiées, dans le taux de MDA, entre les souris traitées et les souris témoins. La perturbation du statut oxydatif a été sexe dépendante, elle n’a touché que les souris mâles. L’étude de l’activité de l’acétylcholinestérase a montré que l’ingestion des souris gestantes et puis allaitantes des anguilles contaminées contenant Σ6PCB-NDL aux doses 85 et 400 ng / kg / jour était à l’origine d’une inhibition significative, par rapport au témoin de l’activité de l’acétylcholinestérase, au niveau du cortex préfrontal de leurs progéniture femelles. Alors qu’au niveau de l’hippocampe, une inhibition significative de l’activité de cette enzyme a été enregistrée chez les souris mâles traitées aux anguilles contenant Σ6PCB-NDL à la dose de 85 ng / kg / jour et chez toute la progéniture de souris femelles des groupes traitées / The objective of the present study is the evaluation of gestational and lactational exposure to contaminated eels, containing Σ6 NDL-PCBs, on learning, memory, motor activity, resignation behavior, oxidative status and acetylcholinesterase activity of the offspring mice. For this purpose female mice were orally exposed during gestational and breast feeding period (from JG6 to JPN 21), through standard diet containing contaminated eel with Σ6 NDL-PCBs or no. Three doses of Σ 6 NDL-PCBs were chosen: 85ng / kg / day, 216 ng / kg / day and 400ng / kg / day. A control group of female mice, receiving the standard diet without fish, was used. Results showed that gestational and lactational exposure to contaminated eels, containing Σ6 NDL-PCBs, did not affect the memory and learning capacities. However the early-life exposure to polluted eels containing Σ6 NDL-PCBs caused late, persistent and gender dependent neurobehavioral hyperactive effects in offspring mice that affects only offspring females. Furthermore our results suggest that the consumption of polluted fish by pregnant and lactating dams might cause neurobehavioral depression only in their male offspring, at progressive life stage. Moreover the study of oxidative status on the three brain areas (prefrontal cortex, hippocampus and cerebellum), revealed that the treatment had affected the activity of antioxidant enzymes (Cat, SOD) only in the prefrontal cortex, hippocampus of male mice. The consequences of oxidative stress in this study were revealed by an increase of protein carbonyl levels in the hippocampus and the prefrontal cortex of offspring male mice, exposed to chemically contaminated fish containing Σ6 NDL-PCBs at the dose of 85 and 216 ng / kg / day, respectively. However the treatment had no effect on the lipids. Indeed there were no significant differences in the MDA rate, in the three studied regions of the brain, between treated and control mice. Moreover, gestational and lactational exposure to contaminated eels, containing Σ6NDL-PCB at the dose of 85 and 400 ng / kg / day, had inhibited acetylcholinesterase activity, in the prefrontal cortex, only of female mice. However, in the hippocampus, the enzyme activity was inhibited of male mice, exposed to contaminated eels, containing Σ6NDL-PCB at the dose of 85 ng/ kg / day and in all the treated female offspring mice

Le remplissage des nanotubes de carbone (NTC) est considéré comme une approche relativement simple permettant de synthétiser des nanocristaux du fait de l'effet de confinement 1D imposé par la cavité centrale des NTC, qui peut être seulement de l'ordre du nanomètre ou moins, notamment dans le cas des NTC monoparoi et en particulier des NTC biparois (DWCNT) sur lesquels nous avons concentré nos efforts. De tels nanocristaux devraient avoir des propriétés physiques (électriques, magnétiques) différentes de celles de leurs équivalents à l'état massif du fait de la modification de la coordinence des atomes ou des ions les composant. Parmi les différentes méthodes existantes pour le remplissage des NTC, (in situ pendant la synthèse, a posteriori à partir de solutions), la méthode faisant intervenir des matériaux fondus est la plus populaire pour le remplissage par des matériaux inorganiques. Elle permet en effet d'atteindre des taux de remplissage raisonnablement élevés et demeure assez simple à mettre en œuvre. Cependant, elle fait preuve d'un certain nombre de limitations (techniques) qui posent problème dans le cas de matériaux à haut point de fusion (typiquement > 1000°C), dont la réactivité avec le carbone à haute température pourrait être gênante (carboréduction des oxydes par exemples), ou encore dont la faible mouillabilité vis-à-vis du carbone à l'état fondu est rédhibitoire (métaux par exemple). Il est possible de palier à cette difficulté en procédant par étapes successives et en remplissant d'abord les NTC avec un précurseur puis d'utiliser la cavité interne des NTC comme des nanoréacteurs afin de procéder dans un second temps à une transformation in situ. Dans ces travaux, nous avons étudié (1) le remplissage de DWCNT avec de l'iode ainsi qu'avec différents iodures métalliques en mettant en œuvre essentiellement la méthode des sels fondus. Nous avons étudié en détails l'influence des paramètres physico-chimiques du matériau de remplissage (réactivité chimique sous la forme en particulier du potentiel rédox du couple iodure métallique / métal, mais aussi viscosité, tension de surface, pression de vapeur saturante en milieu fondu) mais aussi du NTC (texture cylindrique ou "en arrêtes de poisson", diamètre, nombre de parois) sur le taux de remplissage. (2) Nous avons étudié en détail un certain nombre de structures inhabituelles de nanomatériaux confinés dans les DWCNT, en faisant appel à la modélisation structurale et à la simulation d'images de microscopie électronique sur la base de ces modèles pour guider notre analyse. (3) Nous avons enfin étudié différentes réactions in situ dans les DWCNT telles que la sulfuration, la réduction sous hydrogène ou encore la fluoration afin de synthétiser des nanocristaux originaux et de les caractériser en détails à l'aide d'outils tels que par exemple le MET Haute Résolution et la spectroscopie de perte d'énergie des électrons (EELS). / Filling carbon nanotubes (CNTs) has been considered as an easy approach to synthesize various nanocrystals since the inserted materials are forced to adopt a nearly one-dimensional morphology arising from their very high aspect ratio, especially in the case of single-walled CNTs (SWCNTs) or double-walled CNTs (DWCNTs). Nanocrystals/nanowires of transition metals, especially those with very narrow diameters, are predicted to exhibit peculiar magnetic property differing from the bulk metals. Filling CNTs provides a possible way for the synthesis of such metal nanocrystals/nanowires. There are several methods for filling CNTs including the in situ method, gas phase method, molten phase method, solution method, etc. Among them, molten phase has been very popular for filling various types of nanotubes due to the possibility to reach high filling rates, simplicity and versatility. However, for materials with high melting point such as metals, it is difficult to insert them into CNTs directly. To solve this problem, we also took advantage of the inner cavity of CNTs which not only templates the growth but also acts as a nanoreactor in order to perform chemical reactions. The insertion of materials with high melting point is typically achieved by first filling CNTs with a precursor, and then transforming the precursor into the desired 1D nanostructure by post-treatments. In this thesis, (i) filling DWCNTs with iodine and various halides via the molten phase method was performed and the influence of the relevant physical and chemical properties of the halides on the filling rate was investigated. The role of the redox potential as a main parameter driving the filling efficiency is pointed out, and explained; (ii) peculiar structures of the nanocrystals confined within DWCNTs were imaged by transmission electron microscopy (TEM) and corresponding modeling of the observed crystal nanostructures and related TEM images were proposed; (iii) different in situ transformations on the iodide-filled DWCNTs were attempted and the chemical composition of the encapsulated 1D nanocrystals before and after post-filling treatments was systematically identified by means of electron energy loss spectroscopy (EELS).

The effect of individual and combined zirconium and manganese additions have been compared for an AA2198 6 mm thick sheet in T351 temper regarding their influence primarily on recrystallisation resistance and secondly on fracture toughness and overageing resistance. A complete characterisation of the dispersoid distributions was carried out for a deeper understanding of the effects of the Al3Zr and Al20Cu2Mn3 particles, involving studying their formation from the as-cast and homogenised stage.The most important finding in this work was the lower recrystallisation resistance in the alloy containing 0.1 wt%Zr + 0.3 wt%Mn compared to that containing only 0.1 wt%Zr. This result was rather unexpected, if one considers the opposite microsegregation patterns of Zr and Mn during casting, which leads to dispersoids occupying the majority of the grains’ volume and minimising dispersoid-free zones that could be potential sites for nucleation of recrystallisation. The other two alloys with dispersoid additions 0.05 wt%Zr + 0.3 wt%Mn and 0.4 wt%Mn, were partially and fully recrystallised respectively in the rolled T351 condition.Equally important in this work, was the observation that the opposite microsegregation trend of Zr and Mn sufficed to restrict grain growth in unrecrystallised areas. The 0.1Zr-0.3Mn alloy exhibited the lowest grain size of all alloys, both in the T351 temper and after annealing at 535oC for up to 144 hours. The reason for this was the combined action of Al20Cu2Mn3 dispersoids and Mn solute in the regions where the Zr concentration was low (i.e. near the grain boundaries), which offered additional pinning pressure to those areas compared to the 0.1Zr alloy.The lower recrystallisation resistance of the 0.1Zr-0.3Mn alloy was explained on the grounds of two main factors. The first was the lower subgrain size and hence stored energy within bands of Al20Cu2Mn3 dispersoids, which increased the driving force for recrystallisation in these regions. The second was the interaction between Zr and Mn that led to a decrease in the Al3Zr number density and pinning pressure. Since Zr was the dominant dispersoid family in terms of inhibiting recrystallisation, inevitably this alloy became more prone to recrystallisation. The Al3Zr pinning pressure was found to be much lower especially within bands of Al20Cu2Mn3 dispersoids. The detrimental effect of the Mn addition on the Al3Zr distribution was proven not to result from the dissolution of Zr within Mn-containing phases, and several other phases, at the grain interior and also in grain boundaries. The observed effect could not be precisely explained at this stage.Concerning mechanical properties, the 0.1Zr alloy exhibited the best combination of properties in the Kahn tear tests for fracture toughness. Further, it had a higher overageing resistance compared to the 0.1Zr-0.3Mn alloy.As an overall conclusion from this work, considering all the studied properties here that are essential for damage tolerant applications, the addition of 0.1 wt%Zr to the AA2198 6 mm thick sheet was found to be superior to that of the combined addition of 0.1 wt%Zr + 0.3 wt%Mn.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第24431号 / 理博第4930号 / 新制||理||1704(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科化学専攻 / (主査)教授 倉田 博基, 教授 島川 祐一, 教授 寺西 利治 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

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Nous avons utilisé la méthode de CEMOVIS (Cryo-Electron Microscopy Of Vitreous Sections) pour étudier l’ultrastructure des cellules HT29 (lignée cancéreuse colique humaine) et plus particulièrement l’organisation de la chromatine au sein du noyau. Pour améliorer la méthode, nous avons développé un micromanipulateur qui facilite la collecte des coupes et leur transfert sur la grille. Nous avons également cherché à préparer de nouveaux films métalliques (en remplacement du carbone) permettant une meilleure adhésion des coupes sur le support Au vu des premiers tests réalisés, les films de TiO2 que nous avons fabriqués au laboratoire et caractérisés par microscopie électronique (HR, spectroscopie et cartographie EELS) semblent offrir des perspectives intéressantes que nous attribuons à leur propriétés de conducteur électrique à basse température (ce qui reste à démontrer). Les organites cellulaires (noyaux, réseaux de filaments du cytosquelette, systèmes multilamellaires) ont été identifiés in situ. Les conditions d’imagerie choisies nous ont permis d’obtenir une résolution permettant d’identifier les deux feuillets des bicouches membranaires. Dans le noyau, nous avons observé des motifs striés, distants de 2.7 à 3.5 nm que nous attribuons à la molécule d’ADN enroulée autour du cœur d’histones. Comparées aux images de phases denses de nucléosomes, ces images suggèrent que les nucléosomes (jamais identifiés in situ jusqu’à présent) présentent un ordre très local au sein de la chromatine, que nous discutons à la lumières des modèles polymériques actuels. / The ultrastructure of HT29 cells (human epithelial adenocarcinoma cell line) was studied by CEMOVIS (Cryo-Electron Microscopy of Vitreous Sections) with a special emphasis on chromatin organization in the cell nucleus. We proposed methodological improvements for this technique:- We first developed a grid holding micromanipulator to facilitate both cryosections collect and deposition on carbon-coated TEM grids.- We also developed new metallic thin films (to replace carbon-base supports) to enhance the adhesion of cryosections on their support. The TiO2 thin films that we produced and analysed by electron microscopy (high resolution imaging, EELS and chemical mapping) seem to be an interesting alternative to carbon films for the deposition of cryosections. Their adhesive properties could be due to Titanium high electric conductance at low temperature (although this relation has not been clearly demonstrated yet).In HT 29 cells, we indentified cell organites (nucleus; cytoskeleton filament bundles, multilamellar bodies) in situ. Selected imaging conditions provide for a high enough resolution to visualise the two membrane leaflets. In the cell nucleus, we observed striated patterns separated from 2.7 to 3.5 nm that we assume to be DNA molecule turns wrapped around the histone protein core. Compared with the dense phases formed in vitro by nucleosome core particle in solution, our images suggest that nucleosomes are locally ordered in chromatin. This observation is discussed regarding the chromatin polymeric models.

Mon activité de recherche fondamentale dans le groupe de théorie du Laboratoire des Solides Irradiés concerne l'étude des propriétés des matériaux d'intérêt pour le CEA, dans les domaines du nucléaire ou de la nanoélectronique. Elle a pour objectif d'atteindre une description théorique -sans paramètre ajustable- des processus contrôlant l'excitation électronique, ainsi que la relaxation -ou désexcitation- électronique, et couvre: - Les propriétés de la matière hors excitation - l'état fondamental; - Les propriétés de l'état excité, abordées sous l'angle de la spectroscopie pour les électrons de valence; - Les vibrations collectives des atomes, leur couplage avec les électrons, et leurs effets sur le transport électronique ou la relaxation électronique. Ces études requièrent un environnement de calcul intensif et l'accès aux ordinateurs du Grand Equipement National de Calcul Intensif GENCI. Dans ce manuscrit, est d'abord rappelé comment calculer la fonction diélectrique inverse en théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps, et quel est le lien avec la fonction de perte électronique observée. Des résultats théoriques sur la fonction diélectrique inverse dans des oxydes non corrélés représentés par le dioxyde de titane TiO$_2$ et la zircone ZrO$_2$ sont décrits. Ensuite sont donnés les principaux résultats théoriques pour les calculs de spectres d'absorption optique pour l'oxyde de cuivre Cu$_2$O et la zircone ZrO$_2$. J'y présente une nouvelle interprétation de travail sur le noyau permettant de modéliser les effets excitoniques en théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps. Enfin, les derniers calculs menés sur les carbures de bore sont rappelés.