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Dans cette thèse nous étudions les propriétés statistique des courants dans des systèmes à l'échelle mésoscopique. Nous utilisons le formalisme de la statistique de comptage afin de caractériser les fluctuations de courant importantes à cette échelle. Celle-ci est obtenue en partant du Hamiltonien microscopique décrivant la dynamique des électrons sur le circuit considéré dans le régime quantique.<p>Nous considérons deux modèles particuliers de circuits à deux canaux, chacun comportant deux électrodes. Le premier modèle étudié est constitué de deux plots quantiques en couplage capacitif, et chacun échangeant des électrons avec deux électrodes. Le deuxième modèle est quant à lui constitué d'un double plot quantique connecté à deux électrodes et modulant le courant dans un point quantique formé lui-même par la jonction de deux électrodes. Pour ces deux modèles, chaque canal est soumis à une différence de potentiel, ou force thermodynamique, générant des courants stationnaires fluctuants.<p>La statistique des courants pour ces deux modèles est obtenue en utilisant une équation maîtresse pour les probabilités d'occupation dans les plots quantiques et le nombre d'électrons transférés entre ceux-ci et les électrodes. Nous vérifions que la distribution de probabilité jointes des courants dans chaque canal ainsi obtenue vérifie un théorème de fluctuation dans la limite des temps long faisant intervenir les forces thermodynamique des deux canaux.<p>La question de l'émergence d'un théorème de fluctuation effectif pour la distribution de probabilité marginale du courant dans un des deux canaux est également investiguée. Nous montrons que dans la limite ou le rapport des courants est grande, un tel théorème de fluctuation effectif est satisfait individuellement pour le canal de plus faible courant comme observé expérimentalement. Ce théorème fait intervenir une affinité effective dépendante des forces thermodynamiques des deux canaux et des spécificités du modèle considéré. Son étude détaillée est faite pour les deux modèles mentionnés.<p>Par ailleurs, nous posons également la question de l'existence d'un théorème de fluctuation pour des temps de mesure finis. Nous montrons qu'en présence d'un théorème de fluctuation dans la limite de temps longs, un critère peut être énoncé sur la condition initiale des plots quantiques menant à un théorème de fluctuations à temps fini. Ce critère est également étendu au cas des théorèmes de fluctuations effectifs.<p>Finalement, nous faisons une étude thermodynamique du modèle composé d'un double plot quantique en présence de différences de potentiel électrique et de température entre les électrodes du circuit. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

In the present work we study transmission of electron through vibrat- ing molecular junction interacting with leads using a method of nonequilibrium Green functions. Our Green functions use combination of first quantization to treat vibrational levels and second quantization to treat electron processes. We treat the change of vibrational potential of junction induced by charging of junc- tion, we find a spectral function and a magnitude of current through the junction. We confirm the effect of Fermi sea and Frack-Condon factors on sharpening of peaks. We study these processes on model motivated by biphenyl molecule, in- troducing double well potential and study an effect of quasidegenerate energy levels. We present the shift of peaks, resulting from an increase of moment of inertia, to positions determined by Franck-Condon factors.

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In the late 19th and early 20th centuries famous scientists like Boltzmann, Loschmidt, Maxwell and Einstein tried, unsuccessfully, to find the link between the time-reversible equations of motion of individual molecules and irreversible thermodynamics. The solution to this puzzle was found in 1993, and the link is now known as the Fluctuation Theorem (FT). In the decade that followed theory and computer simulation tested the FT and, in 2002, an experiment indirectly demonstrated the FT.¶ This thesis describes original experiments that demonstrate the FT directly using Optical Tweezers. A related expression, known as the Kawasaki Identity, is also experimentally demonstrated. These experimental results provide a rigorous demonstration that irreversible dynamics can be obtained from a system with time-reversible dynamics.

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In this dissertation, we studied the generation of squeezed states induced by a timedependent interaction and the in uence of temperature on the strength of the squeezing in a condensed matter model. The model studied comprised two quantum harmonic oscillators, with a time-dependent, non-linear coupling between them. The in uence of the thermal bath on the non-equilibrium dynamics of the model was represented in terms of non-Hamiltonian thermostats and a collection of independent harmonic oscillators with Ohmic spectral density. The equations of motion were studied in the Wigner representation, which introduces a phase space description for the model. The representation of the system in quantum phase space allowed us to investigate the di erence between purely classical evolution and the relative importance of quantum corrections with respect to the dynamics. The dynamics was studied by means of computer simulation techniques. The numerical simulation of the non-equilibrium statistical mechanics of both time-dependent and non-linear interactions allowed us to investigate conditions beyond those in recent literature [1, 2]. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2013.

A nonthermal carbon monoxide plasma is known to produce a solid deposition which is thought to be a polymer of carbon suboxide (C3O2); however there are very few investigations of this deposition in the literature. This thesis contains an analysis of the theoretical thermodynamics and kinetics of carbon suboxide formation as well as experimental results. The theoretical analysis suggests that carbon suboxide may be an equilibrium product even at ambient conditions but favors lower temperatures; furthermore if solid carbon is considered to be kinetically limited, and therefore not a product, then carbon suboxide is more likely to be a product under these pseudo-equilibrium conditions. Experimentally, solid films were produced in a dielectric barrier discharge (DBD) containing pure carbon monoxide. Optical emission spectroscopy was used to analyze the plasma and models of the emission spectra were created to determine the plasma temperatures. Deposition rates were determined to be on the order of 0.2 mg/min at a power of about 10W; it is expected however that these conditions are not optimized. The overall kinetics of carbon suboxide was analyzed and optimal conditions for operation can be estimated. Characterization of the solid depositions were carried out using Solid State Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Electrospray Ionization Mass Spectroscopy (ESI-MS), and Matrix-assisted Laser Desorption Ionization Mass Spectroscopy (MALDI-MS). The characteristics of the film are very comparable to hydrolyzed carbon suboxide polymer suggesting that carbon suboxide polymer were in fact created in the carbon monoxide plasma at atmospheric conditions.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2002. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 106-114).

Thesis (Ph. D.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1992. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaves 209-216). Also available via the Internet.