Par son approche interdisciplinaire, la mécatronique permet l'intégration en synergie de la mécanique, de l'électronique, de l'automatique et de l'informatique dans la conception et la fabrication d'un produit en vue d'optimiser sa fonctionnalité. Cet ouvrage étudie la détection des défauts de matériaux par la lumière polarisée à partir d'une analyse optimisée des données expérimentales basée sur des modèles statistiques et théoriques. Les méthodes mises en oeuvre dans le cadre de recherches fondamentales sur les matériaux innovants sont explicitement décrites. Défauts à l'échelle nanométrique en lumière polariséedéveloppe également les différentes théories sur la lumière, ses états de polarisation et son interaction avec la matière. Il présente les techniques optiques de type sonde et pompe-sonde qui permettent de caractériser les défauts des matériaux susceptibles d'impacter la performance d'un produit.
Cet ouvrage est dédié à la description et l'application des différents modèles théoriques pour identifier les spectres IR proche et moyen de molécules toupies symétriques et sphériques en phase gazeuse.
Les modèles théoriques basés sur l'utilisation de la théorie des groupes sont appliqués aux molécules rigides et non rigides caractérisées par le phénomène de l'effet tunnel et des mouvements de grande amplitude. Le calcul des niveaux d'énergie de vibration-rotation et l'analyse des transitions IR entre ces niveaux sont ainsi appliqués aux molécules d'ammoniac NH3 et de méthane CH4.
Les applications montrent comment les interactions à l'échelle moléculaire modifient les spectres IR proche et moyen des molécules isolées, sous l'effet de la pression d'une nano-cage (site de substitution d'une matrice de gaz rare, clathrate, fullerène, zéolithe) ou de surface, et permettent d'identifier les caractéristiques de l'environnement perturbateur.
Cet ouvrage décrit les méthodes théoriques qui sont mises en oeuvre dans le cadre de recherches fondamentales pour interpréter les spectres de molécules diatomiques observées dans le domaine infrarouge lorsque ces molécules sont soumises à un environnement où la température et la pression modifient leurs spectres infrarouges en phase gazeuse ou dans des nanocages.
Il présente les modèles théoriques qui ont été développés pour étudier la modification des spectres infrarouges des diatomiques sous l'effet de la pression, l'élargissement du profil de raie, le déplacement des centres de bandes et la modification du spectre rovibrationnel dans les nanocages ou sur des surfaces.
Cet ouvrage s'adresse aux étudiants de master ou de doctorat, aux enseignants, chercheurs, astronomes et astrophysiciens qui analysent les données correspondant à l'interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière dans le domaine de l'infrarouge afin d'identifier les espèces chimiques et leurs environnements.
Cet ouvrage est dédié à l'application des différents modèles théoriques pour identifier les spectres IR proche, moyen et lointain de molécules triatomiques, linéaires ou non linéaires, en phase gazeuse ou soumises à des contraintes environnementales, utiles aux sciences de l'environnement, la planétologie et l'astrophysique.
La méthode de transformation de contact de Van Vleck est appliquée dans le calcul et l'analyse des transitions IR entre les niveaux d'énergie de vibration-rotation. Le modèle de substitution étendu de Lakhlifi-Dahoo est utilisé dans le cadre du formalisme de Liouville et les profils de raies de molécules triatomiques et leurs isotopologues soumis à des contraintes environnementales sont calculés en appliquant le théorème des cumulants.
Les applications montrent comment les interactions à l'échelle moléculaire modifient les spectres IR d'une triatomique piégée dans une nano-cage (site de substitution d'une matrice de gaz rare, clathrate, fullerène, zéolithe) ou adsorbée sur une surface et permettent d'identifier les caractéristiques de l'environnement perturbateur.
Les innovations en rupture dans les domaines de l'ingénierie quantique et des nanosystèmes s'appuient sur les méthodes développées en recherche. Une maîtrise des techniques de mesure et de l'application de modèles théoriques basés sur les principes de la mécanique quantique sont nécessaires.Cet ouvrage présente des méthodes expérimentales pour développer et caractériser les matériaux à l'échelle nanométrique, pour des cas pratiques d'applications des ondes électromagnétiques tels que la 5G ou l'hétérodynage en optique. Il traite également des matériaux intelligents par le couplage électromécanique des piézoélectriques, en se focalisant sur la réduction des échelles et sur les applications électromécaniques. L'utilité des méthodes d'analyse statistique basées sur les facteurs de sûreté et sur les techniques de calcul les plus avancées en fiabilité est démontrée pour l'optimisation des systèmes employés dans la caractérisation, l'expérimentation et la conception de produits industriels.
Les nanosciences, les nanotechnologies et les lois de la physique quantique sont source d'innovations de rupture. À partir de systèmes quantiques à deux niveaux, l'ingénierie quantique permet de développer des matériaux et des systèmes de mesure très sensibles et des ordinateurs quantiques de très haute puissance de calcul.Cet ouvrage présente les connaissances de base pour les applications industrielles dans le domaine de l'ingénierie quantique et des nanotechnologies. Il analyse les systèmes optiques pour la mesure à l'échelle nanométrique et les modèles quantiques décrivant l'interaction d'un système à deux niveaux avec son environnement. Il traite également du concept de spin à partir de l'équation de Dirac et explique le fonctionnement des portes quantiques à partir des fondements théoriques et des exemples d'application. La méthode d'optimisation fiabiliste (RBDO) est appliquée pour estimer les propriétés mécaniques des nanotubes de carbone.
Spectroscopie infrarouge de toupies symétriques et sphériques pour l'observation spatiale 2 traite des relations entre la spectroscopie de laboratoire, l'enregistrement de spectres toujours plus complexes à l'aide d'instruments de plus en plus puissants, et du développement de l'observation par des instruments embarqués dans des sondes mobiles ou des nanosatellites.Cet ouvrage étudie des modèles appliquant le théorème du cumulant dans le cadre de la théorie du champ moyen pour interpréter les spectres proche et moyen infrarouge des molécules toupies symétriques, telles que l'ammoniac (NH3) et les molécules toupies sphériques comme le méthane (CH4). Ces molécules peuvent être isolées sous leur forme gazeuse ou soumises aux contraintes environnementales d'une nanocage (site de substitution, clathrate, fullerène ou zéolithe) ou de surfaces.Ces méthodes sont, non seulement intéressantes dans les domaines des sciences de l'environnement, de la planétologie et de l'astrophysique, mais elles s'inscrivent également dans le cadre de l'informatique et du concept de Big Data.
To develop innovations in quantum engineering and nanosystems, designers need to adopt the expertise that has been developed in research laboratories. This requires a thorough understanding of the experimental measurement techniques and theoretical models, based on the principles of quantum mechanics. This book presents experimental methods enabling the development and characterization of materials at the nanometer scale, based on practical engineering cases, such as 5G and the interference of polarized light when applied for electromagnetic waves. Using the example of electromechanical, multi-physical coupling in piezoelectric systems, smart materials technology is discussed, with an emphasis on scale reduction and mechanical engineering applications. Statistical analysis methods are presented in terms of their usefulness in systems engineering for experimentation, characterization or design, since safety factors and the most advanced reliability calculation techniques are included from the outset. This book provides valuable support for teachers and researchers but is also intended for engineering students, working engineers and MasterÂs students.
This book describes different theoretical models developed to identify the near and mid infrared (IR) spectra of diatomic molecules isolated in the gas phase or subjected to environmental constraints, useful for the study of environmental sciences, planetology and astrophysics. The applications presented show how molecular interactions modify the near and mid IR spectra of isolated diatomics under the effect of pressure, a nano-cage (substitution site, Clathrate, Fullerene, Zeolite) or surfaces, to identify the characteristics of the perturbing environment.
This book describes different theoretical models developed to identify the near and mid infrared (IR) spectra of diatomic molecules isolated in the gas phase or subjected to environmental constraints, useful for the study of environmental sciences, planetology and astrophysics. The applications presented show how molecular interactions modify the near and mid IR spectra of isolated diatomics under the effect of pressure, a nano-cage (substitution site, Clathrate, Fullerene, Zeolite) or surfaces, to identify the characteristics of the perturbing environment.
This book describes the methods used to detect material defects at the nanoscale. The authors present different theories, polarization states and interactions of light with matter, in particular optical techniques using polarized light. Combining experimental techniques of polarized light analysis with techniques based on theoretical or statistical models to study faults or buried interfaces of mechatronic systems, the authors define the range of validity of measurements of carbon nanotube properties. The combination of theory and pratical methods presented throughout this book provide the reader with an insight into the current understanding of physicochemical processes affecting the properties of materials at the nanoscale.
This book is dedicated to the application of the different theoretical models described in Volume 1 to identify the near-, mid- and far-infrared spectra of linear and nonlinear triatomic molecules in gaseous phase or subjected to environmental constraints, useful for the study of environmental sciences, planetology and astrophysics.
The Van Vleck contact transformation method, described in Volume 1, is applied in the calculation and analysis of IR transitions between vibration–rotation energy levels. The extended Lakhlifi–Dahoo substitution model is used in the framework of Liouville’s formalism and the line profiles of triatomic molecules and their isotopologues subjected to environmental constraints are calculated by applying the cumulant expansion.
The applications presented in this book show how interactions at the molecular level modify the infrared spectra of triatomics trapped in a nano-cage (substitution site of a rare gas matrix, clathrate, fullerene, zeolite) or adsorbed on a surface, and how these interactions may be used to identify the characteristics of the perturbing environment.
This book is dedicated to the application of the different theoretical models described in Volume 1 to identify the near-, mid- and far-infrared spectra of linear and nonlinear triatomic molecules in gaseous phase or subjected to environmental constraints, useful for the study of environmental sciences, planetology and astrophysics.
The Van Vleck contact transformation method, described in Volume 1, is applied in the calculation and analysis of IR transitions between vibration–rotation energy levels. The extended Lakhlifi–Dahoo substitution model is used in the framework of Liouville’s formalism and the line profiles of triatomic molecules and their isotopologues subjected to environmental constraints are calculated by applying the cumulant expansion.
The applications presented in this book show how interactions at the molecular level modify the infrared spectra of triatomics trapped in a nano-cage (substitution site of a rare gas matrix, clathrate, fullerene, zeolite) or adsorbed on a surface, and how these interactions may be used to identify the characteristics of the perturbing environment.
Nanoscience, nanotechnologies and the laws of quantum physics are sources of disruptive innovation that open up new fields of application. Quantum engineering enables the development of very sensitive materials, sensor measurement systems and computers. Quantum computing, which is based on two-level systems, makes it possible to manufacture computers with high computational power. This book provides essential knowledge and culminates with an industrial application of quantum engineering and nanotechnologies. It presents optical systems for measuring at the nanoscale, as well as quantum physics models that describe how a two-state system interacts with its environment. The concept of spin and its derivation from the Dirac equation is also explored, while theoretical foundations and example applications aid in understanding how a quantum gate works. Application of the reliability-based design optimization (RBDO) method of mechanical structures is implemented, in order to ensure reliability of estimates from the measurement of mechanical properties of carbon nanotube structures. This book provides valuable support for teachers and researchers but is also intended for engineering students, working engineers and MasterÂs students.
This book is dedicated to the description and application of various different theoretical models to identify the near and mid-infrared spectra of symmetric and spherical top molecules in their gaseous form. Theoretical models based on the use of group theory are applied to rigid and non-rigid molecules, characterized by the phenomenon of tunneling and large amplitude motions. The calculation of vibration-rotation energy levels and the analysis of infrared transitions are applied to molecules of ammonia (NH3) and methane (CH4). The applications show how interactions at the molecular scale modify the near and mid-infrared spectra of isolated molecules, under the influence of the pressure of a nano-cage (the substitution site of a rare gas matrix, clathrate, fullerene or zeolite) or a surface, and allow us to identify the characteristics of the perturbing environment. This book provides valuable support for teachers and researchers but is also intended for engineering students, working research engineers and MasterÂs and doctorate students.
This book, Volume 4 in the series, is dedicated to the relationship between laboratory spectroscopy, recording ever-more-complex spectra using increasingly powerful instruments benefiting from the latest technology, and the development of observation using instruments that are embedded in mobile probes or nanosatellites.
The theoretical models described in Volumes 1, 2 and 3 are used in this volume, applying the cumulant theorem in the mean-field theory framework to interpret the near and mid-infrared spectra of symmetric top molecules, such as ammonia (NH3) and spherical molecules, such as methane (CH4). These molecules can be isolated in their gaseous form or subjected to the environmental constraints of a nano-cage (a substitution site, clathrate, fullerene or zeolite) or surfaces.
These methods are not only valuable in the fields of environmental sciences, planetology and astrophysics, but also fit into the framework of data processing and the concept of Big Data.