Poster : DivisionsChimie-Physique et Astrophysique Congrès général SFP 2017

Controlled ion-molecule reactions of CH3+ and C3N

-

A. Lopes1, C. Romanzin1, R. Thissen1, A. Cernuto2, D. Ascenzi2, B. Cunha de Miranda3, I. Zymak4,J. Žabka4, M. Polášek4, L. Koch4, F. Lindén5, W. D. Geppert5,

J.-C. Guillemin6, C. Alcaraz1 1LCP, UMR8000 CNRS, Univ. Paris Sud, Orsay – France 2Atomic & Molecular Physics Lab., Univ. di Trento, Povo – Italy 3 LIDYL, URA 2453CEA-CNRS, Gif sur Yvette– France 4J. Heyrovsky Institute of Physical Chemistry of the ASCR, Prague – Czech Republic 5 Stockholm University Astrobiology Centre, Stockholm Univ., Stockholm – Sweden 6ENSC Rennes, UMR6226CNRS, Rennes – France

In this contribution, we will present recent results concerning controlled ion-molecule reactions

of both cations and anions obtained with the CERISES set-up: a guided ion-beam experiment.The

originality of these experiments is to monitor the effect on the reactivityof either the parent-ion

excitation (vibrational, electronic) or the collision energy.

First, we will report on reactions of the CH3+ ion with several small hydrocarbon molecules

(CH4, C2H2, C2H4…). The control of the parent-ion excitation is achieved by producing the CH3+

ions via direct photoionization of a molecular beam of CH3∙ radicals and by tuning the energy of

the VUV photon (DESIRS beamline, synchrotron SOLEIL). Branching ratios and absolute reaction

cross-sections have been obtained for different reactive systems, their dependence on vibrational

and electronic excitation of the parent ion and collision energy will be discussed [1]. This will guide

us to identify the systems for which further state-to-state reactivity experiments are relevant. The

CERISES experiment indeed also allows for pure state selection of the parent ion thanks to

photoelectron-photoion coincidence techniques [2].

In addition to cations, it is now possible to study the reactivity of anions on CERISES. The first

results obtained concern the reaction of the C3N- ion with the acetylene molecule. In this latter

experiment, we focus on the control of collision energy. Three reactive channels leading

respectively to C2H-, CN- and C5N

- have been observed. Although, formation of the last two

products is exoergic, all reaction pathways exhibit large barriers as confirmed by the observation

of energetic reaction thresholds for all of them [3]. The contribution of this reaction to the growth of

larger anions is thus unlikely.

1.A. Lopes et al., in prep 2.B.Cunha de Miranda et al., J. Phys. Chem. A, 119, 6082 (2015) 3.C.F. Lindén et al., J. Phys. Chem. A, 120, 5337-5347 (2016)

1

O1

H.HADDAG, N. E. CHAKRI*, D. MESSADI

Laboratoire de Sécurité Environnementale et Alimentaire, Université BADJI Mokhtar, BP 12, 23000 Annaba, Algérie.

E-mails: chakrine@yahoo.com, nasr-eddine.chakri@univ-annaba.org

Abstract

The acentric factors of 18 hydroxy compounds (alcohols, phenols) were linearly correlated with 2

molecular descriptors of geometrical type selected by genetic algorithm, among more than 1600 derived

from the molecular modeling software DRAGON.

The different statistics calculated (multiple determination and prediction coefficients; roots of the

mean quadratic errors; Y-scrambling) show the quality, the robustness and the good internal predictive

capacity of the constructed model. No outliers or influential observation was found.

Key words: Alcohols and phenols – Numerical representation of chemical structure – Acentric factor – Hybrid SPR

model..

Corresponding Author : chakrine@yahoo.com, nasr-eddine.chakri@univ-annaba.org

RELATION STRUCTURE/ FACTEUR ACENTRIQUE D'ALCOOLS ET DE PHENOLS : Approche

Algorithme Génétique – Régression Linéaire Multiple.

.

Pour les posters : DCPhys Congrès général SFP 2017

Répliqua en PDMS de réseaux de surface d’azopolymère pour le dépôt de nanoparticules.

Fabien COUSSEAU1, Shahla GOLGAHASEMI SORKHABI1, 2, Matthieu LOUMAIGNE 21,Régis BARILLE1

1. Laboratoire MOLTECH-Anjou, CNRS(UMR6200), Universitéd’Angers, MOLTECH-Anjou, UFR

Sciences, 2 Bd Lavoisier, 49045 Angers France. 2. Research Institute for AppliedPhysics and Astronomy (RIAPA), University of Tabriz,Tabriz, (Iran).

La génération de réseaux de surface par interaction lumière-matière offre de nombreuses perspectives dans des domaines variés

1. Nous nous intéressons à la déposition de nano-objets par une

réplique de réseaux de surfacetransparente et déformable pour l’étude spectroscopique d’objets unique. Nous réalisons des films minces d’un polymère azo-benzénique qui a la particularité de s’organiser

dans l’espace sous l’effet de la lumière2. Ainsi est produit un réseau de surface complexe (SRG pour

Surface-Relief Grating) qui n’est autre que la superposition de plusieursréseaux linéaires avec différentes orientations. Cette superposition génère de nombreuses cavités au sein du film mince.

Le SRG obtenu est utilisé comme moule. Après application d’un élastomère(PDMS) sur le SRG nous obtenons un réseau de surface transparent et étirable. Nous caractérisons l’original et sa réplique par l’AFM et l’étude de la figure de diffraction optique. La similarité des résultats nous dispense de l’analyse AFM et seul l’optique est utilisé pour caractérisé le SRG sous contraintes.L’étirement et la relaxation du SRG en PDMS déforment les cavités qui peuvent alors capturer des nano-objets (particules sphériques, nanotubes, …).

Utilisant une description mathématique des réseaux de phase ainsi que les données acquises via l’optique, notre algorithme modélise le SRG sous différentes contraintes d’étirement. Nous évaluons pour chaque déformation les dimensions des cavités et les nano-objets qu’elles peuvent accueillir.Nous sommes capablesde piéger une nanoparticule d’argent de 60nm de diamètre dans une cavité de 32nm de profondeur d’un SRG de 8 réseaux. Ce procédé simple et bon marché de réplication de réseaux de cavités nous permet de piéger des nanoparticules et ainsi établir un protocole pour l’étude de nano-objets unique.

1 Y. Gritsai, L. M. Goldenberg, O. Kulikovska and J. Stumpe, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, 2008, 10,

125304 2 Z. Vardeny, A. Nahata and A. Agrawal, Nature Photonics, 2013, 7, 177–187

Figure 1: Cliché AFM d’une particule d'argent piégé dans un SRG à 8 orientations.

PAMO/DCPhys Congrès général SFP 2017

Chlorination de molécules à liaison hydrogène intramoléculaire : effets contrastés sur la liaison H

A. Gutiérrez Quintanilla1,2, M. Chevalier1, R. Platakyte1,3, J. Ceponkus3, C. Crépin1 1 Institut des Science Moléculaires d'Orsay, CNRS Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Bât.210, Campus d’Orsay, 91400 Orsay France 2 Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, La Habana, Cuba 3 Department of General Physics and Spectroscopy,Vilnius University,Sauletkio av. 9 bat. III, Vilnius, Lituanie

Le malonaldéhyde (MA) et l’acetylacétone (AcAc) sont deux molécules modèles pour l’étude

des liaisons hydrogène intramoléculaires (LHI).Toutes deux présentent une LHI fortedans leur

forme énol (voir figure), qui se traduit spectroscopiquement par de forts élargissementsdes

bandes vibrationnelles liées à la liaison H. La bande du mode d’élongation OH est trop large pour

être correctement mesurée en IR. Nous

avons étudié par spectroscopie IR en

matrice cryogénique les dérivés

monochlorés décrits sur la figure (MACl et

AcAcCl). Les bandes de AcAcCl restent

larges alors que celles de MACl s’affinent

par rapport à MA. Les expériences ont été

complétées par des calculs de chimie

quantique sur ces molécules et leurs

conformères. L’ensemble donne accès à

plusieurs indicateurs de la force de la liaison

H qui montrent tous que cette liaison

s’affaiblit en passant de MA à MACl alors

qu’elle se renforce en passant d’AcAc à

AcAcCl. Ces données seront discutées.

Les expériences de photoisomérisation en matrice ont également mis en lumière les

spécificités des dérivés chlorés avec la caractérisation de conformères « ouverts » (c’est-à-dire

sans LHI) stabilisés par une liaison non covalente Cl…H.

1

Figure

Congrès général SFP 2017

Poster:Division Chimie Physique (DCPhys)

Détermination des constantes élastiques K11 et K33 dans la phase nématique d’un composé possédant une phase nématique twist-bend.

G. Damême1, C. Meyer1, I. Dokli2, A. Lesac2, P. Davidson3, I. Dozov3 1 Physique des Systèmes Complexes, Université de Picardie Jules Verne, 80039 Amiens, France. 2Division of Organic Chemistry and Biochemistry,Institut Ruder Boskovic,10000 Zagreb, Croatie. 3 Laboratoire de Physique des Solides, CNRS, UniversitéParis-Saclay Bât.510, Campus d’Orsay, 91400 Orsay France.

En 2001, une nouvelle phase cristal-liquide, appelée phase nématique twist-bend NTB, a été

prédite théoriquement1 ; cette théorie prévoit que la constante élastique de ‘bend’ K33dans la

phase NTB devient négative.La phase NTBest spontanément distordue : elle présente à la fois de

latorsion (twist) et de laflexion (bend). Dans la phase NTB, le directeur nématique tourne sur un

cône avec un pas extrêmement court,de l’ordre de 10nm. En conséquence,la phase possède des

propriétés intéressantes : une chiralité macroscopique doublement dégénérée alors que les

molécules elles-mêmes sont achirales etdes temps de réponse extrêmement courts

soussollicitations électriques (<1µs). Récemment, la phase NTB a été mise en évidence

expérimentalement par un grand nombre de techniques différentes2.En particulier, des mesures

électro-optiques via l’effet électrocliniqueont permis de montrer que les domainesadjacents

visibles en microscopie optique dans la phase NTB possèdent des chiralités opposées3.

Afin de déterminer les propriétés élastiques de la phase nématique proche de la transition

N/NTB, nous étudions les propriétés diélectriques de la phase nématique d’un composé

nouvellement synthétisé qui possède la transition N/NTB4. Nous présentons des mesures de

capacitance en géométrie confinée en faisant varier la tension de mesure appliquée et ce pour

différentes valeurs de la température dans toute la gamme d’existence de la phase nématique. En

réalisant un ajustement précis de ces courbes expérimentales, nous remontonsdirectement à une

estimation de la tension seuil de Fréederickzs, à l’angle de prétilt de la cellule ainsi qu’à

l’évolution des constantes élastiques K11 et K33 en fonction de la température.La diminution

observée de la constante élastique de ‘bend’ lorsque la température diminue est tout à fait

compatible avec le changement de signe théoriquement attendu lors de la transition vers la phase

NTB.De plus, nous comparons l’évolutiondes constantes élastiques dans la phase nématique du

composé à celle d’un composé ne possédant pas de phase NTB en dessous de la phase

nématique mais une phase smectique A.

Les résultats sont en accord semi-quantitatif avec les prédictions théoriques1et la constante K33 est un indicateur efficace de l'existence d'une phase NTB, (réelle ou virtuelle) dans le diagramme de phase de la molécule mésogène fléchie.

1I. Dozov, Europhys. Lett., 56 (2), pp. 247–253 (2001).

2M. Cestari et al.Phys. Rev. E 84, 031704 (2011).

3 C. Meyer, G. R. Luckhurst, I. Dozov, Phys. Rev. Lett.111, 067801 (2013).

4T. Ivsic, U. Baumeister, I. Dokli, A. Mikleusevic& A. Lesac, Liq. Cryst.,44:1, 93-105 (2017).

Congrès général SFP 2017 Division de Chimie Physique

Indirect photodesorption processes in rare-gas solids on top of CO ices

R. Dupuy1, M. Bertin1, G. Féraud1, C. Romanzin2, L. Philippe1, M. Doronin1, P. Jeseck1, X. Michaut1 and J.-H. Fillion1

1 LERMA, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, F-75005, Paris, France 2 LCP, Université Paris Sud, CNRS UMR 8000, 91405 Orsay, France

UV Photodesorption, i.e. the ejection of molecules or atoms from a surface following a photon-

induced electronic transition, has been a topic of renewed interest in the last few years owing to

its relevance in astrophysical contexts. In cold regions of space, molecules are found in a solid icy

phase, for example forming the ice mantle covering the surface of interstellar dust grains. Thermal

desorption being negligible, the interaction between the gas phase and the solid phase in these

regions must be driven by non-thermal processes such as photodesorption induced by stellar UV

radiation, which laboratory experiments aim at quantitatively and qualitatively describing.

While progress has been made in the understanding of photodesorption from pure ices of a

single species (CO, CO2, H2O...), molecules in astrophysical ices are typically mixed together,

which can affect the physical and chemical processes occuring. In particular, we have shown that

the CO molecule, which is very abundant in space and has a very efficient photodesorption

mechanism, can induce desorption of other neighbouring molecules of a different species1,2

.

In order to better understand such indirect photodesorption mechanisms, rare-gas solids

(RGS) on top of CO is an ideal system to study. RGS are one of the few systems where

photodesorption effects3 and energy transfer mechanisms

4 are well understood. We present

experiments on RGS on top of CO ices performed with tunable synchrotron radiation in the VUV

range on the DESIRS beamline (SOLEIL, France). By selectively exciting one or the other species

(the RGS or CO), we observe simultaneous desorption of both species. Absolute photodesorption

yields are derived, which allows the efficiency of CO-induced desorption for the

Argon/Krypton/Xenon series to be compared. Experimental observations lead to the conclusion

that CO is mixed to some degree inside the RGS layers, and that RGS excitons localize at CO

sites, leading to strong CO desorption and enhanced total desorption yields.

1. Bertin et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 14, 28,9929 (2012) 2. Bertin et al., The Astrophysical Journal, 779 (2), 120 (2013) 3. Zimmerer, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 91, 601-613 (1994) 4. Fugol’, Advances in Physics, 27, No 1, 1-87 (1978)

1

Chimie/Physique Congrès général SFP 2017

Caractérisation in situ et in operando des piles à combustibles à membranes échangeuses de protons

CF Cerqueira 1, PE Coulon1, G Rizza, MC Clochard1

1Laboratoire des Solides Irradiés, CEA DSM/IRAMIS, CNRS UMR 7642, Ecole Polytechnique, Université

Paris-Saclay, F-91128 Palaiseau, France

Une pile à combustible est un générateur

électrique qui, en présence de différents carburants

(hydrogène, alcool) et comburant, oxygène, réalise

la transformation directe de l'énergie chimique en

énergie électrique. Dans une pile à combustible à

membrane échangeuse de protons (PEMFC), la

membrane est un polyélectrolyte solide qui a, pour

double mission, d'opérer le transport des protons

de l'anode à la cathode, tout en assurant la

séparation des électrons et des gaz entre les

compartiments anodique et cathodique. Dans ce

cadre, I'optimisation de la formulation des

membranes et des électrodes en surface de la

membrane polyélectrolytique sont en cours de

développement et sont le sujet de recherches

actives. Néanmoins, la durée de vie des piles reste problématique. La dégradation des nano-

catalyseurs, composants essentiels des phases actives puisqu'ils permettent la dismutation de la

molécule d'hydrogène à I'anode et la recombinaison des protons avec l'oxygène à la cathode, est

un facteur limitant pour la commercialisation.

Bien que la dégradation des nano-catalyseurs ait été largement étudiée dans le passé,

essentiellement par des méthodes ex situ, l'utilisation d'une approche in situ et in operando

pourrait grandement améliorer notre compréhension des mécanismes intervenants lors du

cyclage électrochimique1. Ce travail a pour objectif le développement d'un nouvel outil de

caractérisation in situ et in operando en microscopie électronique à transmission pour étudier

l'évolution des propriétés structurales et électrochimiques des matériaux impliqués dans les

réactions de cyclage des piles à combustibles. Les différents mécanismes de dégradation des

matériaux constituant les piles sont en partie liés aux effets induits par les dynamiques

d'échanges à l'interface, tels que les réactions aux interfaces ionomère/catalyseurs/gaz

(hydrogène à l'anode ou oxygène à la cathode). Seront présentés les premiers résultats obtenus

avec aux interfaces Nafion+Carbon+acide/Platine/oxygène. Les expériences ont été réalisée à

I'aide du porte-échantillon TEM liquide/électrique Protochips Poséidon 510 sur un JEOL 2010F.

1. G.-Z. Zhu, S. Prabhudev, J. Yang, C. M. Gabardo, G. a. Botton, and L. Soleymani, “In Situ Liquid Cell TEM Study of Morphological Evolution and Degradation of Pt–Fe Nanocatalysts During Potential Cycling,” J. Phys. Chem. C, vol. 118, no. 38, pp. 22111–22119, (2014).

1

Figure 1: (a) C-Pt sec (b)C-Pt in liquide.

dfgdfgd

Congrès général SFP 2017

Ab-initio simulations on warm dense states of gold

A. Grolleau1, J.Gaudin2, B.Fabre2 1 Université de Bordeaux, 33405 Talence (France) 2 Centre Lasers Intenses et Applications, UMR 5107 CNRS - Université de Bordeaux - CEA, Université de Bordeaux, 33405 Talence (France)

An intense femtosecond laser pulse interacting with a solid leads to a highly excited

and non-equilibrium regime of matter called the Warm dense Matter (WDM). During the

few picoseconds following the interaction, electrons are heated to temperature of few eV

while atoms stay "cold". This non-equilibrium situation causes multiple specific processes

such as non-thermal melting (covalent materials), or bonds hardening (metals). In order to

understand the results of recent experiments conducted on gold at CELIA, simulations

are necessary. We used the ABINIT package to model the experimental conditions. The

gold structure has been simulated for different temperatures, and the dielectric function

has been computed for each system.

1

Figure 1 : LEFT – 32 gold atoms FCC lattice || RIGHT - 32 gold atoms melted box simulated using Molecular Dynamics at 5000 K

Colloque Jeunes chercheurs (colloque+ session poster) Congrès général SFP 2017

Imagerie AFM non-linéaire en détection de phase : application à des nanoparticules inorganiques enterrées dans des ligands organiques

M. Hurier, B. Donnio, J. L. Gallani, M. V. Rastei Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg (IPCMS), CNRS, Université de Strasbourg

Nous présentons une technique de microscope à force atomique (AFM) basée sur les changements linéaires et non-linéaires de la phase d’oscillation d’une sonde AFM. La technique est développée pour observer des échantillons avec des zones à rigidité variable. Ici nous étudions le cas de nanoparticules d'or et de boites quantiques inorganiques rigides qui sont enfouies dans une matrice de ligands organiques plus souple. L'AFM en mode topographique ne suffit pas à détecter et imager efficacement des nanostructures inorganiques enterrées dans des ligands organiques. Les images topographiques se résument souvent à des infimes excroissances traduisant la présence de nanoparticules. En utilisant le mode dynamique d'un AFM, où la sonde est mise en vibration à l’aide d’un élément piézoélectrique, la phase d’oscillation de la sonde change en fonction des propriétés viscoélastiques de la zone sondée. La dissipation de l’énergie de la sonde est transmisse de manière irréversible sous forme de travail à l’échantillon. Ces phénomènes observables même avant le contact discontinu engendrent des réponses linéaires et non-linéaires de la sonde se traduisant finalement en images. Pour des mesures réalisées à basses pressions (P < 10

-5mbar) le régime non-linéaire domine la réponse de la sonde.

L’amplitude d’oscillation et la valeur moyenne de la distance pointe-échantillon sont des paramètres clés pour la détection, permettant d’ajuster le contraste. La technique permet l’observation des nanoparticules ayant des diamètres et des distances inter-particulaire de seulement quelques nanomètres. L’impact des différentes matrices organiques est aussi détaillé.

Figure 1 : Nanoparticules d’or enterrées dans une matrice organique

Screened potential constraint in a Reverse Monte Carlo (RMC)

modeling

M. KOTBI1, M. HABCHI2, M. Benkhaled3, S. M. MESLI4

1 Laboratoire de Physique Théorique (LPT), Université de Tlemcen (Algérie)

To explore a certain number of structural features of an aqueous electrolyte LiCl-6H2O

type, a Reverse Monte Carlo (RMC) modeling is applied [1, 2]. This is based essentially on

neutron scattering data [3, 4] consisting of four partial distribution functions issue from the

technique of the isotopic substitution. Instead of introducing the interaction potential as in the

classical methods (MD, MC), one computes a parameter 2 representing the difference

between the calculated structure function and that are of the experiment within standard

deviation.

One examines the system at glassy (120K) and liquid (300K) state compared to pure

water at room temperature. The chlorine and lithium ions charged -1 and +1, respectively,

the water molecule is represented by a flexible model [8] charged as -0.8476 for the oxygen

and +0.4238 for each hydrogen atom [7, 8]. The results one obtains could include some

artifacts [5, 6]. To remedy for this, we could make a propose choice of screened potential

model.

In conclusion, we could suggest that the choice of the interaction model as a function of

atomic or molecular properties forming the system could bring a meaningful improvement to

the results. An improvement in the coordination of this function is noticed. RMC is generally

limited to explore structural property of a system with or without interaction model.

Introducing potential as constraint in RMC simulation suggests a useful test of an interaction

potential model for classical methods as Monte Carlo (MC) and Molecular Dynamic (MD) with

which one can compute thermodynamic

_____________________________

1. R.L. Mc Greevy, M.A. Howe, J.D. Wicks, RMCA Version 3, A General Purpose Reverse Monte Carlo Code, October 1993.

2. R.L. Mc Greevy and Pusztai, Mol. Simul. 1 (1988) 359.

3. J.F. Jal, K. Soper, P. Carmona, J. Dupuy, J. Phys. Cond. Matter (3) (1991) 551.

4. B. Prével, J.F. Jal, J. Dupuy Philon, A.K. Soper, J. Chem. Phys. 103 (1995) 1886.

5. M. Kotbi, Hong Xu, M. Habchi, Z. Dembahri, Phy. Lett. A 315 (2003) 463.

6. H. Xu, M. Kotbi, Chem. Phys. Lett., 248 (1996) 89.

7. M.-C. Bellissent-Funel and G.W. Neilson, series C: Math. and Phys. Sciences Vol.205, ISBN 90-277-253469.

8. P.A. Bopp, I. Okada¸ H. Ohtaki and K. Heinsinger, 1985, Z. Naturforsch, 40a, 116.

DMC, DCPhys Congrès général SFP 2017

A correlation-hole approach to the electric double layer with counter-ions only

Ivan Palaia1, Ladislav Šamaj2, Emmanuel Trizac1

1 LPTMS, CNRS, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Orsay, France2 Institute of Physics, Slovak Academy of Science, Bratislava, Slovakia

In nature and in experiments colloidal particles – of artificial, mineral or biological origin – areoften electrically charged and surrounded by a solution of small oppositely charged ions, thatensure global neutrality and are called counter-ions. The electric potential and the counter-ionsdensity around the colloid are important observables in order to understand prominentphenomena, such as like-charge attraction, with applications ranging from cement solidification tothe mechanical properties of biological macromolecules. This motivates our interest in theproblem of the electric double layer, or how counter-ions distribute around a charged surface.

Given a charged plane immersed in a solution with its counter-ions, the entire statisticalmechanics of the system is determined by one dimensionless coupling parameter Ξ, that dependson the surface charge of the plane, on the ionic valence and on temperature, through the Bjerrumlength. The exact counter-ions density profile is known only for the two limit cases of Ξ→0,corresponding to the Poisson-Boltzmann mean-field theory, and Ξ→∞, where instead counter-ions have high planar correlation and are tightly bound to the charged plane.

We propose a new method for computing the electric potential and the counter-ions density atarbitrary Ξ, based on the observation that, especially at strong coupling, each counter-ion builds acylindrical depletion region around itself, inaccessible to other ions1,2. We derive approximateequations, whose solutions can be proven surprisingly to still satisfy many known exactproperties: the contact theorem holds, the correct behavior for zero or infinite coupling is fullyrecovered, at long distance mean-field is retrieved with the correct coefficient and the correct first-order finite-Ξ correction3. Moreover these equations are easy to solve numerically by a self-consistent iterative scheme, for any value of the coupling parameter and up to a very far distancefrom the plane: compared to available Monte Carlo simulations1, this algorithm performs better ormuch better than previously developed methods2, which are additionally unable to capture manyof the mentioned exact features.

Far away from the charged plane, the expected transition to mean field and its dependence on Ξemerge clearly from our numerical profiles. At very strong coupling it is even possible to defineunambiguously an effective Gouy-Chapman length, whose existence had already beenconjectured with good reason2.

1. A. G. Moreira and R. R. Netz, Simulations of counter-ions at charged plates, Eur. Phys. J. E 8, 33 (2002)2. Y. Burak, D. Andelman and H. Orland, Test-charge theory for the electric double layer, Phys. Rev. E 70, 016102 (2004)3. R. R. Netz and H. Orland, Beyond Poisson-Boltzmann: Fluctuation effects and correlation functions, Eur. Phys. J. E 1, 203 (2000)

Colloque : Nanostructures hybrides Congrès général SFP 2017

Co-Ni nano-dumbbells

G. Magnifouet1, T. Bhatnagar1, Y.Shin1, S. Mercone2, F. Schoenstein2, C. Meny1,

C. Ulhaq-Bouillet1, V. Pierron-Bohnes1

1 Institut de Physique et Chimie des Matériaux de StrasbourgUMR7540- Dép. Magnétisme et Objets

Nanostructurés, 23 rue du Loess BP 43, 67034 Strasbourg Cedex 2 France

2 Laboratoire des Sciences des Procédés et Matériaux - CNRS UPR 3407, Université Paris XIII, Sorbonne

Paris Cité,99 Ave Jean-Baptiste Clément, 93430 Villetaneuse, France

Analysis of EELS and EDX concentration maps and profiles showed concentration gradients that

can be correlated with the differences in morphology and crystal structure observed between the

center and the ends in the dumbbells. These observations are in agreement with the high

resolution electron microscopy images which show that the structure is hexagonal in the center of

the dumbbells, with increasing number of stacking faults when approaching the head where face-

centered cubic zones can be evidenced. Electron holography images have given access to the

local configuration of the magnetization in these dumbbells. The obtained magnetic phase images

are compared to simulations of a simple model. The result is consistent with all the other

observations. Preliminary results of NMR spectrum on Co-Ni alloys reflect the probabilities of

occurrence of various chemical/topological configurations and help to identify different crystal

structures around the probed nuclei.

1. A. Gaul. et al., Role of Morphology on the Large Coercive Behavior in Co80Ni20 Nanowires, MRS Bull. 01/2014; 1708:mrss14-1708-

vv06-08. DOI: 10.1557/opl.2014.555 (2014).

2. M. Pousthomis et al., Localized magnetization reversal processes in cobalt nanorods with different aspect ratios, Nano Res. 8, 2231

(2015).

3. S. Mercone et al., Morphology control of the magnetization reversal mechanism in Co80Ni20 nanomagnets, J. Applied Phys. 117,

203905 (2015).

Co-Ni nanodumbells were synthesized by reduction of

Ni and Co acetates in polyol medium [1]. It has been

shown that the variation of the synthesis parameters

such as the basicity of the medium or the nature of the

nucleating agent allow to obtain nano-objects of

different morphology [2] which itself drives the

magnetization reversal mechanism. The measurements

of the global magnetic properties show a high coercivity,

strongly depends on both the shape anisotropy (related

to the shape details of the nanodumbbell head) and

magnetocrystalline anisotropy (required to maintain a

stable orientation of the magnetic moment inside the

nanoparticles) of the nano-object and are in good

agreement with the results of micromagnetic

simulations [3].

Electron Hologram of Co-Ni showed the shift of the fringe on the object (inset - Phase image)

Pour les colloques : Congrès général SFP 2017 Pour les posters : Chimie Physique

Dynamique du transfert de charge dans un switch intra-moléculaire chiral

Hatem Labidi1, Henry Pinto2, Jerzy Leszczynski2, Damien Riedel1

1 Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO), CNRS, Univ. Paris Sud, Université Paris-

Saclay, F-91405 Orsay, France 2 Interdisciplinary Center for Nanotoxicity, Department of Chemistry, Jackson State University, Jackson,

Mississippi 39217, USA

Les processus de transfert de charge

(CT) contôle une large gamme d’effets physico-

chimiques allant de l’émission de lumière dans

les OLEDs, à l’effet photoélectrique dans les

cellules photovoltaïques en passant par les

phases de l’attachement de l’oxygène dans

l’hémoglobine. Cependant, ces processus sont

souvent décrits macroscopiquement, en

moyennant les informations sur un ensemble

d’élements, alors que les CT trouvent souvent

leur origine dans la molécule individuelle ou à

l’échelle de l’atome. Alors que les méthodes optiques de type pompe-sonde sont souvent délicates

à mettre en œuvre à ces échelles, et pour mieux comprendre l’origine des CT au sein de la molécule

individuelle, il est nécessaire de developper de nouvelles méthodes et outils adaptées à cette

problèmatique.

Pour cela nous avons étudié la comutation de la molécule de Nickel-tetraphenylporphyrine

adsorbée sur la surface du Si(100) à basse température (9 K). Deux configurations chirales peuvent

être activées à tour de rôle par excitation électronique localisée via les électrons d’un microscope

à effet tunnel. Des simulations numériques utilisant la théorie de la fonctionnelle densité décrivent

la structure électronique des conformations moléculaires. En analysant les variations d’efficacité

quantique de la commutation en fonction de la position et de l’énergie de l’excitation, nous avons

pu mettre en évidence un lien étroit et quantitatif entre nos données expériementales et le modèle

de Marcus-Jordner décrivant des paramètres cruciaux du transfer de charge comme le couplage

électronique, l’énergie libre de réaction ou l’énergie de réorganisation. Cette méthode peut être

adaptée à différents systèmes moléculaires chimisorbées ou physisorbées.

Figure 1 : dynamique du transfert de charge

dans la molécule de NiTPP/Si(100).

Etude d’un liquide ionique confiné dans une silice nanoporeuse

Effets des interactions adsorbat - adsorbant

Maryam SAFARIAMIN*, Gilberte DOSSEH*, Frédéric VIDAL*;

*Laboratoire de Physicochimie des Polymères et des Interfaces, EA 2528

Université de Cergy-Pontoise

Les nanomatériaux hybrides associant des systèmes organiques et

inorganiquessuscitent un intérêt croissant à cause de leursapplications dans des domaines

aussi variés que la catalyse, les biocapteurs, le relargage des médicaments ou les

supercondensateurs. Pour les applications dans des dispositifs électrochimiques comme les

supercondensateurs, des liquides ioniques sont, soit incorporés dans des matrices

polymères, soit confinés dans des matrices poreuses. Dans ces matériaux, l’étude des

interactions aux interfaces organique - inorganique est indispensable pour comprendre les

propriétés structurales, thermodynamiques et dynamiques de l’adsorbat.

Nous avons étudié l’effet du confinement sur les propriétés thermiques et la

dynamique moléculaire d’un liquide ionique organique confiné dans des silices

nanoporeuses avec des tailles de pores de 15 et 30 nm. Les températures et enthalpies de

transitions de phase ont été déterminées par calorimétrie différentielle à balayage. Des

mesures de spectroscopie de résonance magnétique nucléaire du proton ont permis

d’étudier l’effet du confinement sur la dynamique des adsorbats. L’effet des interactions

entre l’adsorbat et l’adsorbant sur lespropriétés du liquide ionique confiné seradiscuté.