Les spectroscopies de photoémission, d'absorption X –assistées par des calculs DFT d'états de coeur excités – et la microscopie tunnel, ont permis de déterminer avec précision les géométries d'adsorption, sur la surface Si(001)-2×1, de quatre molécules possédant un groupe cyano, monofonctionnelle - comme l'acétonitrile - ou polyfonctionnelles - comme le benzonitrile, l'acrylonitrile et le cyanure de vinyle. La chimie organique fournit le cadre général des réactions possibles à la surface. Ce sont des considérations d'ordre cinétique qui sélectionnent les modes d'adsorption des molécules organiques. Un réglage fin des conditions expérimentales permettrait donc d'obtenir les modes d'adsorption désirés en vue d'application dans le domaine de l'électronique moléculaire.

Après un rappel des principaux enjeux de l'astronomie y des hautes énergies, l'imageur C.A.T. ("Cerenkov Array at Thémis") est présenté, l'accent étant mis sur les résultats récents de calibration, qui est un aspect particulièrement délicat des détecteurs à effet Tcherenkov atmosphérique: aucune calibration directe n'étant possible, la maîtrise du télescope doit passer par une confrontation constante des résultats obtenus sur la base de modélisations numériques et de données réelles, dont celles prises sur la source de référence qu'est la nébuleuse du Crabe. Au fil de leur présentation, les procédures d'extraction du signal gamma et de reconstruction de spectres sont ainsi testées et validées. Les résultats d'observation des blazars Markarian 501 et Markarian 421 sont ensuite exposés: une corrélation entre l'émission de rayons X (> keV) et de gamma au TeV est établie pour ces deux sources; au TeV, une rapide variabilité est observée, parfois à l'échelle de l'heure pour Markarian 421; Markarian 501 apparaît cependant plus extrême: son maximum de puissance est atteint vers 500 GeV, et un durcissement spectral est mis en évidence lors des sursauts les plus intenses. Tous ces résultats consolident la séquence spectrale récemment proposée pour unifier la classe des blazars; ils suggèrent une zone d'émission très compacte (N10-3 parsec), se propageant à vitesse relativiste à la base des jets radio de ces objets, et contenant une unique population d'électrons responsables de l'émission non thermique observée sur un large domaine de longueur d'onde. Un modèle de type Synchrotron Self-Compton est appliqué avec succès aux données prises sur Markarian 501 en Avril 1997. Enfin, la recherche de signal en provenance de 20 autres blazars candidats au TeV est entreprise, et aboutit à une limite supérieure à l'émission gamma de chacun d'eux.

Ces dernières années, les nanocristaux (NCs) semi-conducteurs ont reçu un intérêt grandissant pour deux raisons principalement. D'une part, ces objets possèdent des tailles qui se situent entre celles des molécules et des matériaux cristallins. Leur étude d'un point de vue fondamental est par conséquent utile pour mieux comprendre les propriétés de la matière condensée en fonction de la dimension des objets étudiés . En particulier, les NCs de chalcogénures de plomb possèdent une constante diélectrique élevée (ε∞=23 pour PbSe) et des porteurs de charges ayant des faibles masses effectives, conduisant à la formation d'excitons avec un large rayon de Bohr effectif. De ce fait, ce sont des objets de choix pour étudier le régime de fort confinement quantique. D'autre part, la miniaturisation des composants électroniques nécessite l'utilisation d'objets semi-conducteurs aux dimensions de plus en plus petites, avec des coûts de fabrication les plus bas possibles. Les NCS semi-conducteurs, dont les synthèses chimiques sont généralement simples, répondent à cet enjeu et un certain nombre d'applications tirent avantage de leurs propriétés optiques. Dans la première partie de cette thèse, la méthode de synthèse des NCs de PbSe est décrite. Grâce à l'utilisation de plusieurs techniques de caractérisation (microscopies électroniques, diffraction des rayons X (XRD), diffraction électronique (SAED)), l'optimisation de cette méthode a conduit à l'obtention de NCs monodisperses en taille et possédant une structure cristalline parfaite. Dans un second temps, des études plus fines en spectroscopie Raman ont confirmé la qualité structurale des NCs. Elles ont aussi permis d'étudier les effets de confinement sur le spectre des phonons optiques longitudinaux. Enfin, les NCs de PbSe se détériorant rapidement à l'air, des structures coeur coquille ont été élaborées pour réaliser de l'ingénierie de bande dans des NCs à hétérostructures. En utilisant le rayonnement synchrotron et après avoir développé des techniques de dépôt de films ultra minces de NCs coeur-coquille PbSe/CdSe, la discontinuité de la bande de valence de ces structures a été étudiée par spectroscopie de photoélectrons.

Ce travail a pour motivation de fournir des données expérimentales importantes pour l'interprétation de la chimie des ionosphère planétaires, en particulier pour le plus grand satellite de Saturne, Titan. On s'intéresse spécifiquement à la réactivité des espèces ioniques excitées. Cette thèse porte, d'une part, sur des expériences de préparation des cations (CH3+ et CF3+) sélectionnés en énergie interne par photoionisation VUV d'espèces neutres, et d'autre part, sur des réactions de cations sélectionnés en énergie interne avec des molécules, O+ avec CH4 et N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8.L'étude de la préparation des cations CH3+ et CF3+ sélectionnés dans des niveaux vibrationnels a été réalisée par la technique de coïncidence TPEPICO et du rayonnement VUV synchrotron à SOLEIL. Un spectromètre de type PFI-ZEKE qui permet d'atteindre une résolution de 0.84 cm-1 a été construit pour la réalisation d'études complémentaires avec le rayonnement laser VUV du Centre Laser de l'Université Paris Sud (CLUPS), à Orsay en France.Les expériences pour la détermination de l'influence de l'excitation du cation O+ (2S,2D,2P) sur sa réactivité avec le méthane ont été réalisées par les techniques de coïncidence TPEPICO et de guides d'ions. Elles ont été réalisées sur la ligne de rayonnement VUV DESIRS du synchrotron SOLEIL. Les études pour déterminer la constante de vitesse et les rapports de branchement entre produits des réactions de N+(3P) avec C3H4, C3H6 et C3H8 ont été réalisées par l'utilisation de la technique SIFT sur un montage de type commercial de petite taille à l'Institut de Physico-Chimie J. Heyrovský à Prague, en République Tchèque.

Lancé le 11 juin 2008 par la NASA, le satellite \textit{Fermi}, avec à son bord le LAT (Large Area Telescope), ouvre une nouvelle fenêtre sur le ciel gamma. Grâce à aux capacités de détection du LAT des photons dans la gamme en énergie 200 MeV-300 GeV, il devient possible d'étudier les Noyaux Actifs de Galaxie (NAG en anglais). En particulier, on s'intéressera à la classe des blazars et les plus énergétiques d'entres-eux les High frequency peaked BL Lac (HBL). Les blazars sont des NAG possédant un jet qui pointe dans la direction de la Terre. Cette thèse présente une étude systématique des blazars détectés par les observatoires Tcherenkov au dessus de 200 GeV, faite avec 5.5 mois de données prisent par le LAT. La comparaison entre les deux gammes en énergie permet d'étudier la distribution des particules émettrices ainsi que des effets de propagation des photons de la source jusqu'à l'observateur. Un modèle d'émission électromagnétique des jets de plasma dit synchrotron self-Compton (SSC) est décrit et utilisé pour rendre compte de l'émission sur tout le spectre des HBL PKS 2155-305 et PG 1553+113. Les résultats indiquent que les effets Klein-Nishina de réduction de la section efficace de diffusion Compton inverse jouent un rôle majeur dans ces objets. Une étude sur le long terme (environ 1 an) de PKS 2155-305 en rayons X et en rayons gamma est aussi décrite. Menée avec le satellite RXTE (rayons X) et le LAT, c'est la campagne d'observation conjointe la plus longue à ce jour. Les propriétés spectrales et temporelles sont décrites avec un modèle SSC dépendant du temps.

Le but de ce travail est de déterminer l'importance des ionisations « K » sur l'ADN en tant qu'événements physiques critiques à l'origine des effets biologiques des rayonnements ionisants en particulier dans les cellules humaines. Les rayons X ultra-mous sont utilisés comme sonde des événements d'ionisations de cœur. Un test décisif consiste à comparer les effets biologiques à 250eV et 350eV (avant et après le seuil K du carbone). Les résultats montrent un fort accroissement de l'efficacité biologique pour l'inactivation cellulaire et la production d'aberrations chromosomiques d'échange au passage du seuil K du carbone, corrélé avec celui des événements de cœur produits dans les atomes de l'ADN. L'irradiation en ions lourds a permis de retrouver le comportement paradoxal des sections efficaces d'inactivation cellulaire en fonction du TEL. La contribution des événements « K » à l'inactivation cellulaire des rayonnements usuels de bas TEL est estimée à ~75%.

<p>Fullerenes have been shown to constitute a prototypical building block for truly nanometer-sized devices and exotic nanounit-based materials, e.g., high-temperature superconductors. This makes the detailed understanding of fullerene electronic states in compounds and at interfaces of primary importance, since the high symmetry of the molecule greatly </p><p>simplifies the starting point of the analysis. Carbon nanotubes, which combine one macroscopic with two nanoscopic dimensions, are perhaps of even greater practical interest.</p><p>Angle-dependent electron spectroscopies have been employed in the present work to study these materials, characterizing their structure, bonding, and electronic states. For solid C₆₀, the photoelectron angular distribution has been found to be essentially that of the free molecule, modified by solid state scattering; a similar distribution is found for K₃C_60.</p><p>The surface and bulk electronic structure of K₃C₆₀ has been identified by angle-dependent core and valence photoelectron spectroscopy (PES) and x-ray emission spectroscopy. An insulating surface layer has been identified for this high-temperature superconductor.</p><p>Angle-dependent valence PES is used to investigate the electronic states of C₆₀/Al(110). Electron correlations are found to be the origin of the splitting observed in the molecular orbitals, which is quite sensitive to the molecular orientation. The components of the highest occupied molecular orbital are differentiated according to their overlap with the substrate.</p><p>A rigid shift of valence- and core-levels has been observed even for ionic and covalent C₆₀compounds, reflecting the efficient static polarizability screening of the molecule. </p><p>The alignment of multi-walled carbon nanotubes has been investigated by x-ray absorption spectroscopy, using the spectral intensity ratio of π*- and *-resonances. Core level combined with valence PES shows that the degree of defect structure varies from position to position on the sample. Valence photoelectron spectra of defect-free sample spots closely resembles the total DOS of graphite.</p>

Ce mémoire de thèse traite de l'étude de jonctions pn silicium planaires, réalisées par épitaxie localisée, avec un nouveau type de microscopie à émission de photoélectrons (XPEEM) filtré en énergie. L'objectif est d'améliorer notre compréhension des facteurs influençant l'imagerie XPEEM de jonctions modèles avec une perspective à plus long terme d'application de cette technique aux cas réels. Sur les trois types de jonction réalisées présentant des champs électriques variables P+/P, N+/P, P+/N), nous avons d'abord mis en oeuvre un procédé de passivation en trois étapes afin de se rapprocher de conditions en bandes plates en surface. Ce procédé nous a permis d'étudier la position des niveaux électroniques de part et d'autre des jonctions grâce à une imagerie en XPEEM spectroscopique avec électrons secondaires (travail de sortie local), électrons de coeur Si 2p et bande de valence, avec à la fois avec des sources X de laboratoire et le rayonnement synchrotron. Un mécanisme de contraste des images en électrons de coeur dû à la toute première couche atomique de surface a été montré. Ensuite, nous avons mis en évidence le rôle du champ électrique au niveau de la zone de déplétion des jonctions qui décale la position apparente de cette dernière dans l'image XPEEM. Nous avons comparé les résultats expérimentaux avec des simulations (logiciel SIMION) afin d'estimer son influence sur les conditions d'imagerie. Enfin, nous avons étudié l'impact de la technique d'imagerie en champ sombre sur la localisation de la jonction réelle au niveau de la surface de l'échantillon.

Fullerenes have been shown to constitute a prototypical building block for truly nanometer-sized devices and exotic nanounit-based materials, e.g., high-temperature superconductors. This makes the detailed understanding of fullerene electronic states in compounds and at interfaces of primary importance, since the high symmetry of the molecule greatly simplifies the starting point of the analysis. Carbon nanotubes, which combine one macroscopic with two nanoscopic dimensions, are perhaps of even greater practical interest. Angle-dependent electron spectroscopies have been employed in the present work to study these materials, characterizing their structure, bonding, and electronic states. For solid C60, the photoelectron angular distribution has been found to be essentially that of the free molecule, modified by solid state scattering; a similar distribution is found for K3C60. The surface and bulk electronic structure of K3C60 has been identified by angle-dependent core and valence photoelectron spectroscopy (PES) and x-ray emission spectroscopy. An insulating surface layer has been identified for this high-temperature superconductor. Angle-dependent valence PES is used to investigate the electronic states of C60/Al(110). Electron correlations are found to be the origin of the splitting observed in the molecular orbitals, which is quite sensitive to the molecular orientation. The components of the highest occupied molecular orbital are differentiated according to their overlap with the substrate. A rigid shift of valence- and core-levels has been observed even for ionic and covalent C60 compounds, reflecting the efficient static polarizability screening of the molecule. The alignment of multi-walled carbon nanotubes has been investigated by x-ray absorption spectroscopy, using the spectral intensity ratio of π*- and *-resonances. Core level combined with valence PES shows that the degree of defect structure varies from position to position on the sample. Valence photoelectron spectra of defect-free sample spots closely resembles the total DOS of graphite.

Disease- and drug-related bone disorders are rapidly increasing in the population. The drugs which are used for the treatment of neurodegenerative diseases and metabolic derangements, may have negative or positive effects on bone tissues. In the first study, the possible side-effects of Carbamazepine and epileptic seizures on bone structure and composition were investigated by FTIR and synchrotron-FTIR microspectroscopy, AFM and micro- and nano-hardness analysis. The effects on the blood parameters, bone turnover and vitamin D metabolism were also investigated by ELISA and western blot analysis. The current study provides the first report on differentiation of the effects of both epileptic seizures and AED therapy on bones. Besides Carbamazepine treatment, seizures also caused a decrease in the strength of bone. The biochemical data showed that both the epileptic and drug-treated groups decreased vitamin D levels by increasing the vitamin D catabolism enzyme / 25-hydroxyvitamin D-24-hydroxylase. In the second study, the possible pleiotropic (positive) effects of cholesterol lowering drug / Simvastatin on bones were investigated by ATR-FTIR spectroscopy. The current study provides the first report on dose-dependent effects of simvastatin on protein structure and lipid conformation of bones. ATR-FTIR studies showed that although both high and low dose simvastatin strengthen bones, low dose simvastatin treatment is much more effective in increasing bone strength. Neural network analysis revealed an increased antiparallel and aggregated beta sheet and random coil in the protein secondary structure of high dose group implying a protein denaturation. Moreover, high dose may induce lipid peroxidation which limit the pleiotropic effects of high dose treatment on bones. This study clearly demonstrated that using low dose simvastatin is safer and more effective for bone health than high dose simvastatin treatment.