Dissertations / Theses on the topic 'Electronic tender'

Tendering is a method for entering into a sales contract. Numerous electronic tendering systems have been established with the intent of improving the efficiency of the tendering process. Although providing adequate security services is a desired feature in an e-tendering system, current e-tendering systems are usually designed with little consideration of security and legal compliance. This research focuses on designing secure protocols for e-tendering systems. It involves developing methodologies for establishing security requirements, constructing security protocols and using formal methods in protocol security verification. The implication is that it may prove suitable for developing secure protocols in other electronic business domains. In depth investigations are conducted into a range of issues in relation to establishing generic security requirements for e-tendering systems. The outcomes are presented in a form of basic and advanced security requirements for e-tendering process. This analysis shows that advanced security services are required to secure e-tender negotiation integrity and the submission process. Two generic issues discovered in the course of this research, functional difference and functional limitations, are fundamental in constructing secure protocols for tender negotiation and submission processes. Functional difference identification derives advanced security requirements. Functional limitation assessment defines how the logic of generic security mechanisms should be constructed. These principles form a proactive analysis applied prior to the construction of security protocols. Security protocols have been successfully constructed using generic cryptographic security mechanisms. These protocols are secure e-tender negotiation integrity protocol suite, and secure e-tender submission protocols. Their security has been verified progressively during the design. Verification results show that protocols are secure against common threat scenarios. The primary contribution of this stage are the procedures developed for the complex e-business protocol analysis using formal methods. The research shows that proactive analysis has made this formal security verification possible and practical for complex protocols. These primary outcomes have raised awareness of security issues in e-tendering. The security solutions proposed in the protocol format are the first in e-tendering with verifiable security against common threat scenarios, and which are also practical for implementation. The procedures developed for securing the e-tendering process are generic and can be applied to other business domains. The study has made improvements in: establishing adequate security for a business process; applying proactive analysis prior to secure protocol construction; and verifying security of complex e-business protocols using tool aided formal methods.

Tendering is a method for entering into a sales contract. Numerous electronic tendering systems have been established with the intent of improving the efficiency of the tendering process. Although providing adequate security services is a desired feature in an e-tendering system, current e-tendering systems are usually designed with little consideration of security and legal compliance. This research focuses on designing secure protocols for e-tendering systems. It involves developing methodologies for establishing security requirements, constructing security protocols and using formal methods in protocol security verification. The implication is that it may prove suitable for developing secure protocols in other electronic business domains. In depth investigations are conducted into a range of issues in relation to establishing generic security requirements for e-tendering systems. The outcomes are presented in a form of basic and advanced security requirements for e-tendering process. This analysis shows that advanced security services are required to secure e-tender negotiation integrity and the submission process. Two generic issues discovered in the course of this research, functional difference and functional limitations, are fundamental in constructing secure protocols for tender negotiation and submission processes. Functional difference identification derives advanced security requirements. Functional limitation assessment defines how the logic of generic security mechanisms should be constructed. These principles form a proactive analysis applied prior to the construction of security protocols. Security protocols have been successfully constructed using generic cryptographic security mechanisms. These protocols are secure e-tender negotiation integrity protocol suite, and secure e-tender submission protocols. Their security has been verified progressively during the design. Verification results show that protocols are secure against common threat scenarios. The primary contribution of this stage are the procedures developed for the complex e-business protocol analysis using formal methods. The research shows that proactive analysis has made this formal security verification possible and practical for complex protocols. These primary outcomes have raised awareness of security issues in e-tendering. The security solutions proposed in the protocol format are the first in e-tendering with verifiable security against common threat scenarios, and which are also practical for implementation. The procedures developed for securing the e-tendering process are generic and can be applied to other business domains. The study has made improvements in: establishing adequate security for a business process; applying proactive analysis prior to secure protocol construction; and verifying security of complex e-business protocols using tool aided formal methods.

Quantum chemistry is plagued by the presence of high-rank quantities, stemming from the N-body nature of the electronic Schrödinger equation. These high-rank quantities present a significant mathematical and computational barrier to the computation of chemical observables, and also drastically complicate the pedagogical understanding of important interactions between particles in a molecular system. The application of physically-motivated rank reduction approaches can help address these to problems. This thesis details recent efforts to apply rank reduction techniques in both of these arenas. With regards to computational tractability, the representation of the 1/r Coulomb repulsion between electrons is a critical stage in the solution of the electronic Schrödinger equation. Typically, this interaction is encapsulated via the order-4 electron repulsion integral (ERI) tensor, which is a major bottleneck in terms of generation, manipulation, and storage. Many rank reduction techniques for the ERI tensor have been proposed to ameliorate this bottleneck, most notably including the order-3 density fitting (DF) and pseudospectral (PS) representations. Here we detail a new and uniquely powerful factorization - tensor hypercontraction (THC). THC decomposes the ERI tensor as a product of five order-2 matrices (the first wholly order-2 compression proposed for the ERI) and offers great flexibility for low-scaling algorithms for the manipulations of the ERI tensor underlying electronic structure theory. THC is shown to be physically-motivated, markedly accurate, and uniquely efficient for some of the most difficult operations encountered in modern quantum chemistry. On the front of chemical understanding of electronic structure theory, we present our recent work in developing robust two-body partitions for ab initio computations of intermolecular interactions. Noncovalent interactions are the critical and delicate forces which govern such important processes as drug-protein docking, enzyme function, crystal packing, and zeolite adsorption. These forces arise as weak residual interactions leftover after the binding of electrons and nuclei into molecule, and, as such, are extremely difficult to accurately quantify or systematically understand. Symmetry-adapted perturbation theory (SAPT) provides an excellent approach to rigorously compute the interaction energy in terms of the physically-motivated components of electrostatics, exchange, induction, and dispersion. For small intermolecular dimers, this breakdown provides great insight into the nature of noncovalent interactions. However, SAPT abstracts away considerable details about the N-body interactions between particles on the two monomers which give rise to the interaction energy components. In the work presented herein, we step back slightly and extract an effective 2-body interaction for each of the N-body SAPT terms, rather than immediately tracing all the way down to the order-0 interaction energy. This effective order-2 representation of the order-N SAPT interaction allows for the robust assignment of interaction energy contributions to pairs of atoms or functional groups (the A-SAPT or F-SAPT partitions), allowing one to discuss the interaction in terms of atom- or functional-group-pairwise interactions. These A-SAPT and F-SAPT partitions can provide deep insight into the origins of complicated noncovalent interactions, e.g., by clearly shedding light on the long-contested question of the nature of the substituent effect in substituted sandwich benzene dimers.

The modelling, analysis, and control of a tendon transmission for a haptic device is presented. A linear force-to-force model is used to study the dynamics of the transmission, to predict how certain system parameters affect the response, and how these parameters can be modified for improvements. To this end, sensitivity analysis was applied to show how the system is affected for each of its components considered in the linear model. This sensitivity analysis leads to criteria that can be used to choose the best values for the parameters to achieve a wide bandwidth and a good disturbance rejection. Nominal values of some parameters were identified with the help of a testbed representing one channel of the haptic interface. Significant nonlinearities were observed in force-to-force, force-to-velocity, and force-to-position phase plots. The open loop and closed loop responses (using a proportional, a second and a fourth order lead controllers) were then compared. The final design of the controller was done using the loopshaping technique. This controller was designed from the information about linear behavior of the plant and to reduce the nonlinearities shown in the force-to-force phase plot. The idea is to lump the memory effects of the transmission as a linear model, while the nonlinear response is assumed to be memoryless. This can actually be experimentally verified. A robust controller was designed given the range of uncertainty given by the open loop response to signals with different amplitudes. It is capable of reducing the nonlinearities seen in the open loop response to insignificant values. The controller also exhibits very good disturbance rejection and robustness. The performance of each controller is presented in terms of the closed loop Bode plot and phase plot. Experimental results are presented showing the characteristics of the controller.

Kyoto University (京都大学)
0048
新制・課程博士
博士(工学)
甲第14161号
工博第2995号
新制||工||1444(附属図書館)
26467
UT51-2008-N478
京都大学大学院工学研究科マイクロエンジニアリング専攻
(主査)教授 立花 明知, 教授 榊 茂好, 教授 木村 健二
学位規則第4条第1項該当

As the technology underlying modern electronics advances, it is unlikely that previous rates of power use and computational speed improvement can be maintained. Devices using the spin of an electron or hole, "spintronic" systems, can begin to address these problems, creating new devices which can be used as a continuation and augmentation of existing electronic systems. In addition, spintronic devices could make special use of coherent quantum states, making it feasible to address certain problems which are computationally intractable using classical electronic components. Unlike higher-dimensional nanostructures such as quantum wires and wells, quantum dots allow a single electron or hole to be confined to the dot. Through the spin-orbit effect, the electron and hole g-tensor can be influenced by quantum dot shape and applied electric fields, leading to the possibility of gating a single quantum dot and using a single electron or hole spin for quantum information storage or manipulation. In this thesis, the spin of electrons and holes in isolated semiconductor quantum dots are investigated in the presence of electric and magnetic fields using realspace numerical 8-band strain-dependent k · p theory. The calculations of electron and hole g-tensors are then used to predict excitonic g-tensors as a function of electric field. These excitonic g-factors are then compared against existing experimental work, and show that in-plane excitonic g-factor dependence on electric field is dominated by the hole g-factor. The dependence of the electron and hole g-tensors on the applied electric field are then used to propose a class of novel quantum dot devices which manipulate the electron or hole spins in either a resonant or a non-resonant mode. Because of the highly parabolic dependence of some components of the hole g-tensor on the applied electric field, a shift in the Larmor frequency and an additional resonance are predicted, with additional shifts and resonances occurring for higher-order dependencies. Spin manipulation times down to 3.9ns for electrons and 180ps for holes are reported using these methods.

The thesis is focused on analysis of complicated situation in public tenders in ICT field. The content is divided into two main parts. The first part provides an overview of historical development in terms of legal definition of basic laws in public tenders. Historical excursion includes a chapter dealing with the proposed amendment to public tenders act. There are shown the main points that would have a significant impact and would change the process of future commissioning of public tenders. The second part is practically oriented, beginning with computerization of public tenders and dealing further with a practical side of public tenders. There are also defined administrative offenses of commissioners as well as those of suppliers in this part of the thesis. The main focus of the work is an analysis of the most serious cases of public tenders commissioning in ICT field and definition of the biggest faults that occur. There are also provided suggestions as to how to deal with the situation in this part of the thesis.

Through the exploitation of data-sparsity ---a catch all term for savings gained from a variety of approximations--- it is possible to reduce the computational cost of accurate electronic structure calculations to linear. Meaning, that the total time to solution for the calculation grows at the same rate as the number of particles that are correlated. Multiple techniques for exploiting data-sparsity are discussed, with a focus on those that can be systematically improved by tightening numerical parameters such that as the parameter approaches zero the approximation becomes exact. These techniques are first applied to Hartree-Fock theory and then we attempt to design a linear scaling massively parallel electron correlation strategy based on second order perturbation theory.
Ph. D.

A new direct full variational approach is described. The approach exploits a tensor (Kronecker) product construction of the many-electron Hamiltonian and has a number of computational advantages. Explicit assembly and storage of the Hamiltonian matrix is avoided by using the Kronecker product structure to form matrix-vector products directly from the molecular integrals. Computation-intensive integral transformations and formula tapes are unnecessary. The wavefunction is expanded in terms of spin-free primitive kets rather than Slater determinants or configuration state functions and is equivalent to a full configuration interaction expansion. The approach suggests compact storage schemes and algorithms which are naturally suited to parallel and pipelined machines. Sample calculations for small two- and four-electron systems are presented. The preliminary ground state potential energy surface of the hydrogen molecule dimer is computed by the tensor product method using a small basis set.
Ph. D.

Relativistic effects are extremely important for heavy atoms and heavy atom containing molecules. Therefore, a relativistic treatment is needed when calculating molecular properties of these species. The fully- relativistic Dirac treatment involves electronic and positronic wavefunctions and a very large basis set is required. This leads to calculations that are too costly and time-consuming for larger molecules. The Zeroth-Order Regular Approximation (ZORA) is an approximation to the Dirac approach, which only deals with the electronic wavefunction. However, unfortunately this method is plagued by the gauge-dependence problem. The gauge-independent ZORA (ZORA-GI) and strictly atomic ZORA approaches provide solutions to this problem.In this work, the ZORA-GI and strictly atomic ZORA codes have been successfully implemented into the Gaussian 09 program. They have been used to calculate the bond lengths, harmonic vibrational frequencies and dissociation energies of the I2, Au2 and Pt2 diatomic molecules. The results show good agreement with experiment and previous theoretical studies. The non-relativistic, ZORA-GI, strictly atomic ZORA and pseudopotential approximations have been used to investigate the electronic structure of the actinide monoxides, AnO, and actinide monoxide cations, AnO+ (An = Th – Cm). It was found that the ground state configurations were dependent on the relativistic approximation chosen. The bond lengths, harmonic vibrational frequencies and dissociation energies were also calculated, with the ZORA methods generally outperforming the pseudopotential approximation. The first theoretical g-tensor study of the organouranium(V) complexes [U(C7H7)2]-, [U(η8-C8H8)(NEt2)(THF)]+, [U(η5-C5H5)(NMe2)3(THF)]+, [U(η8-C8H8)(NEt2)3], [U(η5-C5H5)2(NEt2)2]+ and [U(η8-C8H8)(η5-C5H5)(NEt2)2] has been carried out. It was demonstrated that the choice of density functional affects the way in which the g-tensor axes are assigned. The ground state spin density and SOMO are also sensitive to the choice of density functional. It is these factors that determine the value of the g-tensor.

L'importance des effets relativistes dans la chimie a été reconnu depuis les années 1980. Par exemple, sans la relativité (a) l'or aurait la même couleur que l'argent (b) le mercure ne serait pas liquide à la température ambiante et (c) nos voitures ne démarrent pas avec une batterie de plomb. Pour une description théorique de la structure et la réactivité des éléments lourds, la relativité est un ingrédient essentiel. Le hamiltonien pour les calculs moléculaires relativistes à 4 composantes est construit en remplaçant la partie mono-électronique de l'hamiltonien électronique non-relativiste par le hamiltonien de Dirac. La partie bi-électronique est approchée par le terme de r Coulomb comme dans le cas non relativiste, ce qui donnel'hamiltonien de Dirac-Coulomb (DC). Pour réduire le coût de calcul, on peut utiliser des hamiltoniens relativistes à 2 composantes. Parmi eux, l'hamiltonien exact à 2 composantes (X2C) est le plus précise. La corrélation électronique est, cependant, une contribution très importante pour obtenir une description théorique à la fois qualitative et quantitative des spectroscopies moléculaires, réactions, etc. Dans cette thèse, nous avons étudié l'interaction entre la relativité et de la corrélation. à la fois par des développements méthodologiques et par des applications moléculaires. Dans la première partie de la thèse, nous avons calculé les constantes spectroscopiques dimères des gaz rares lourds. La liaison faible de ces dimères ne peut être décrit que par l'inclusion de la corrélation électronique. Les dimères des gaz rares les plus lourds, le radon et l'eka-radon, nécessite de plus un traitement adéquat de la relativité. Nos calculs sont basés sur l'hamiltonien X2Cmmf, à la fois avec des méthodes de corrélation basés sur une fonction d'onde et séparation de porte (srDFT). La deuxième partie de cette thèse concerne la simulation de la spectroscopie des rayons X, où l'on sonde la région du cœur d'une molécule, ou la relativité joue un rôle très important. Nous avons étudié la spectroscopie L-edge de la série isoélectronique: UO22 +, UNO+, et UN2, où le couplage spin-orbite joue un rôle majeur. Au niveau des méthodes, nous avons considéré MP2 à couches ouvertes et la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante de temps (TDDFT). Dans un autre étude, nous avons simulé la spectroscopie K-edge de la série H2X (X = O, S, Se, Te) et XH3 (X = N, P, As) ainsi que les molécules N2 et N2O2. Pour ces systèmes, l'interaction spin-orbite est moins important. Par conséquent, nous avons utilisé un hamiltonien DC sans spin (SF). Certains des systèmes pris en compte dans ce travail sont de caractère multi-référentielles ; nous avons utilisé la methode Coupled Cluster Multi-référentielle de type State Universal et adapté au groupe unitaire (UGA-SUMRCC) comme une méthode de corrélation. Dans la troisième et partie principale de la thèse, l'attention est de nouveau sur la relativité et de la corrélation, mais pour le calcul des propriétés électriques et magnétiques moléculaires. Nous avons développé et mis en œuvre un module pour le calcul des valeurs moyennes au niveau relativiste à 4-composantes coupled cluster monoréferentiel. Les propriétés qui sondent la densité électronique près de noyaux (lourds), telles que la résonance paramagnétique électronique (RPE), les paramètres des gradients de champ électrique et la non-conservation de la parité (NCP) des molécules chirales ,sont parfaitement adaptés pour l'application de cette méthode. Pour l'instant, nous avons étudié que la NCP. Ce module dans le logiciel DIRAC pour les calculs moléculaires relativistes fournit un cadre propice pour la mise en œuvre de méthodes de CC relativistes employant la symétrie de groupes doubles et de permutation de manière très efficace. En perspective, nous ciblons la mise en œuvre de la réponse linéaire CC pour le calcul des énergies d'excitation et propriétés moléculaires de second ordre tels que les paramètres de RMN
The importance of relativistic effects in chemistry has been recognized since the 1980s. Without relativity (a) gold would have the same colour as silver (b) mercury would not be liquid at room temperature (c) our cars would not start (lead-battery). For a theoretical description of the structure and reactivity of heavy-elements, relativity is considered as an essential ingredient. The Hamiltonian for the 4-component relativistic molecular calculations is constructed by replacing the one-electronic part of the non-relativistic molecular Hamiltonian by the Dirac Hamiltonian. The two-electronic part of the Hamiltonian is approximated by the Coulombic repulsion term as in the non-relativistic case. The resulting Hamiltonian is called the Dirac-Coulomb (DC) Hamiltonian. For chemical applications there exist a class of relativistic Hamiltonians, where one-electronic part of the DC Hamiltonian is transformed to a 2-component one. Among them the eXcact 2-component (X2C) Hamiltonian is the most accurate one. Electron correlation, however, is a very important contribution to achieve a both qualitative and quantitative correct description of molecular spectroscopies, reactions etc. It is, therefore, essential to study the interplay between relativity and correlation. In this thesis, we have studied this interplay both in terms methodological developments and molecular applications. In the first part of the thesis we have studied the spectroscopic constants of the heavy rare gas dimers. The weak bonding of those dimers can only be described by the inclusion of electron correlation. The heavier analogues in the rare gas series i.e, Radon and eka-Radon, in addition require adequate treatment of relativity. Our calculations are based on the eXact 2-Component molecular-mean field (X2Cmmf) Hamiltonian both with wave function methods and range-separated DFT methods. The second part of this thesis simulates X-ray spectroscopy, where one probes the core region of a molecule. In the core region relativity plays a very significant role. Removal and excitation of electrons from that region involve various processes, which are beyond a mean-field description. We have studied L-edge spectroscopy of the isoelectronic series: UO22+, UNO+, and UN2, where spin-orbit coupling plays a major role. For the theory we have considered single reference open-shell MP2 and Time Dependent Density functional Theory (TDDFT). In another work, we have studied K-edge spectroscopy of the H2X (X= O, S, Se, Te) and XH3 (X= N, P, As) series as well as N2, N2O2 molecules. For this study spin-orbit coupling is less important, therefore, we have treated them with the Spin-Free (SF) DC Hamiltonian. Some of the systems considered in this work are Multi-Reference in nature; we have used Unitary Group Adapted (UGA) State Universal Multi-reference Coupled Cluster (UGA-SUMRCC) theory as a correlation method. In the third and major part of the thesis, the thrust is again on relativity and correlation, but for the calculation of molecular electric and magnetic properties. We have developed and implemented a module for the calculation of expectation values at the 4-component Relativistic Single Reference Coupled Cluster level. Properties that probe the electron density near (heavy) nuclei, such as Electron Paramagnetic Resonance (EPR) parameters, electric field gradients and parity non-conservation (PNC) in chiral molecules are ideally suited for the application of this method. However, we have only studied PNC so far. This module in the DIRAC software for relativstic molecular calculations provides a convenient framework for the implementation of relativistic CC methods employing double group and permutation symmetry very efficiently. In the near future we therefore target the implementation of Linear Response CC for the calculation of excitation energies and second-order molecular properties such as NMR parameters

The recent state of art in the magnetic resonance area putsforward the electron paramagnetic resonance, EPR, and nuclearmagnetic resonance, NMR, experiments on prominent positions forinvestigations of molecular and electronic structure. A mostdifficult aspect of such experiments is usually the properinterpretation of data obtained from high-resolution spectra,that, however, at the same time opens a great challenge forpure theoretical methods to interpret the spectral features.This thesis constitutes an effort in this respect, as itpresents and discusses calculations of EPR and NMR parametersof paramagnetic molecules. The calculations are based on newmethodology for determination of properties of paramagneticmolecules in the framework of the density functional theory,which has been developed in our laboratory.

Paramagnetic molecules are, in some sense, very special. Thepresence of unpaired electrons essentially modifies theirspectra. The experimental determination of the magneticresonance parameters of such molecules is, especially in theNMR case, quite complicated and requires special techniques ofspectral detection. The significant efforts put into suchexperiments are completely justi fied though by the importantroles of paramagnetic species playing in many areas, such as,for example, molecular magnets, active centers in biologicalsystems, and defects in inorganic conductive materials.

The first two papers of this thesis deal with thetheoretical determination of NMR parameters, such as thenuclear shielding tensors and the chemical shifts, inparamagnetic nitroxides that form core units in molecularmagnets. The developed methodology aimed to realize highaccuracy in the calculations in order to achieve successfulapplications for the mentioned systems. Theeffects of hydrogenbonding are also described in that context. Our theory forevaluation of nuclear shielding tensors in paramagneticmolecules is consistent up to the second order in the finestructure constant and considers orbital, fully isotropicdipolar, and isotropic contact contributions to the shieldingtensor.

The next three projects concern electron paramagneticresonance. The wellknown EPR parameters, such as the g-tensorsand the hyperfine coupling constants are explored. Calculationsof electronic g-tensors were carried out in the framework of aspin-restricted open-shell Kohn-Sham method combined with thelinear response theory recently developed in our laboratory.The spincontamination problem is then automatically avoided.The solvent effects, described by the polarizable continuummodel, are also considered. For calculations of the hyperfinecoupling constants a so-called restricted-unrestricted approachhas been developed in the context of density functional theory.Comparison of experimentally and theoretically determinedparameters shows that qualitative mutual agreement of the twosets of data can be easily achieved by employing the proposedformalisms.

In dieser Arbeit wird eine unrestricted Coupled-Cluster CC2 Response-Methode für die Berechnung von Eigenschaften erster und zweiter Ordnung, mit dem elektronischen g-Tensor als Schwerpunkt, präsentiert. Lokale Korrelations- und Dichtefittingnäherungen wurden verwendet. Die fundamentalen Konzepte notwendig für das Verständnis von Coupled-Cluster-Theorie, Dichtefitting, lokaler Korrelation, allgemeinen Coupled-Cluster Eigenschaften und dem elektronischen g-Tensor werden diskutiert. Die berechneten g-Tensoren werden mit denen durch Coupled-Cluster Singles and Doubles, Dichtefunktionaltheorie und Experiment erhaltenen verglichen. Effizienz und Genauigkeit der Näherung wird untersucht. Ein detailierter Anhang beschreibt die diagrammatische Coupled-Cluster-Theorie sowie ihre Anwendung zur Herleitung der verwendeten Arbeitsgleichungen. Die in dieser Arbeit entwickelte Methode ermöglicht es, den elektronischen g-Tensor von ausgedehnten Systemen mit einer Methode, die nicht auf Dichtefunktionaltheorie basiert, quantitativ vorherzusagen. Damit ist sie ein wichtiger Schritt hin zur Entwicklung von niedrig skalierenden Coupled-Cluster-Methoden höherer Ordnung für diese Art von Problem.
This work presents an unrestricted coupled-cluster CC2 response method using local correlation and density fitting approximations for the calculation of first and second order properties with particular focus on the electronic g-tensor. The fundamental concepts related to coupled-cluster theory, density fitting, local correlation, general coupled-cluster properties and the electronic g-tensor are discussed. The calculated g-tensors are benchmarked against those obtained from coupled-cluster singles and doubles, density functional theory and experiment. Efficiency and accuracy of the approximations is investigated. A detailed appendix covers the fundamentals of diagrammatic coupled-cluster and its application to the derivation of the working equations. The method presented in this thesis enables the quantitative prediction of the electronic g-tensor of extended systems with a method other than density functional theory. It represents an important step towards the development of low-scaling higher order coupled-cluster methods for this type of problem.

In this thesis the application of novel tensor decomposition and tensor representation techniques in highly accurate post Hartree-Fock methods is evaluated. These representation techniques can help to overcome the steep scaling behaviour of high level ab-initio calculations with increasing system size and therefore break the "curse of dimensionality". After a comparison of various tensor formats the application of the "canonical polyadic" format (CP) is described in detail. There, especially the casting of a normal, index based tensor into the CP format (tensor decomposition) and a method for a low rank approximation (rank reduction) of the two-electron integrals in the AO basis are investigated. The decisive quantity for the applicability of the CP format is the scaling of the rank with increasing system and basis set size. The memory requirements and the computational effort for tensor manipulations in the CP format are only linear in the number of dimensions but still depend on the expansion length (rank) of the approximation. Furthermore, the AO-MO transformation and a MP2 algorithm with decomposed tensors in the CP format is evaluated and the scaling with increasing system and basis set size is investigated. Finally, a Coupled-Cluster algorithm based only on low-rank CP representation of the MO integrals is developed. There, especially the successive tensor contraction during the iterative solution of the amplitude equations and the error propagation upon multiple application of the reduction procedure are discussed. In conclusion the overall complexity of a Coupled-Cluster procedure with tensors in CP format is evaluated and some possibilities for improvements of the rank reduction procedure tailored to the needs in electronic structure calculations are shown
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung neuartiger Tensorzerlegungs- und Tensorrepesentationstechniken in hochgenauen post Hartree-Fock Methoden um das hohe Skalierungsverhalten dieser Verfahren mit steigender Systemgröße zu verringern und somit den "Fluch der Dimensionen" zu brechen. Nach einer vergleichenden Betrachtung verschiedener Representationsformate wird auf die Anwendung des "canonical polyadic" Formates (CP) detailliert eingegangen. Dabei stehen zunächst die Umwandlung eines normalen, indexbasierten Tensors in das CP Format (Tensorzerlegung) und eine Methode der Niedrigrang Approximation (Rangreduktion) für Zweielektronenintegrale in der AO Basis im Vordergrund. Die entscheidende Größe für die Anwendbarkeit ist dabei das Skalierungsverhalten das Ranges mit steigender System- und Basissatzgröße, da der Speicheraufwand und die Berechnungskosten für Tensormanipulationen im CP Format zwar nur noch linear von der Anzahl der Dimensionen des Tensors abhängen, allerdings auch mit der Expansionslänge (Rang) skalieren. Im Anschluss wird die AO-MO Transformation und der MP2 Algorithmus mit zerlegten Tensoren im CP Format diskutiert und erneut das Skalierungsverhalten mit steigender System- und Basissatzgröße untersucht. Abschließend wird ein Coupled-Cluster Algorithmus vorgestellt, welcher ausschließlich mit Tensoren in einer Niedrigrang CP Darstellung arbeitet. Dabei wird vor allem auf die sukzessive Tensorkontraktion während der iterativen Bestimmung der Amplituden eingegangen und die Fehlerfortpanzung durch Anwendung des Rangreduktions-Algorithmus analysiert. Abschließend wird die Komplexität des gesamten Verfahrens bewertet und Verbesserungsmöglichkeiten der Reduktionsprozedur aufgezeigt

Cette thèse est une contribution à l'étude de composés semiconducteurs InX Al1-X N à forte teneur en Indium. Ces composés présentent des propriétés très intéressantes pour des applications dans le domaine de l'amplification des hyperfréquences. L'objectif principal de la thèse est de définir des hétéro-structures de type AlGaInN / GaN, pour transistors à Effet de Champ Piézoélectrique (HEMT), épitaxiées sur substrats de saphir, silicium, et SiC, optimisées en vue de l'amplification hyperfréquence. Dans la première partie, nous étudions la croissance épitaxiale de couches minces du composé binaire GaN, en phase vapeur, à partir de précurseurs organométalliques (MOVPE), dans des conditions optimisées pour obtenir des couches fortement résistives. La deuxième partie est consacrée à l'étude de structures HEMT AlGaN/GaN sur SiC et sur silicium. Sur SiC, nous montrons la forte influence des propriétés du substrat sur les propriétés électriques des structures HEMT. Nous avons étudié une structure nouvelle incluant une fine couche de AlN entre les couches AlGaN et GaN et évalué les performances de transistors HEMT AlGaN/GaN et AlGaN/AlN/GaN sur SiC et sur Silicium (111). La partie suivante est consacrée à la croissance de composés ternaires InAlN. Nous avons étudié l'influence de la température de croissance et du rapport V/III sur les propriétés structurales de InAlN. Les conditions optimales ont été utilisées pour la réalisation de structures HEMT InAlN/AlN/GaN. Nous démontrons l'influence considérable de la couche AlN sur les propriétés électriques de ces structures. Enfin, nous discutons les performances obtenues sur des transistors à effet de champ InAlN/AlN/GaN sur SiC
This work reports on the metal-organic vapor phase epitaxy and on the characterisation of III-N GaInAlN heterostructures for High Electron Mobility Transistors. In a first part, the heteroepitaxy of semiinsulating GaN layers on sapphire, SiC and silicon is presented as the basis for the subsequent growth of III-N HEMT structures. The influence of suitable nucleation layers on the properties of GaN is presented and discussed. A second part deals with AlGaN/GaN HEMT structures grown on SiC and on Si (111) wafers. The influence of SiC substrate properties on the electrical performances of AlGaN/GaN HEMT is presented. A novel structure, including a thin AlN interlayer between the GaN buffer layer and the AlGaN barrier layer has also been introduced. The section is completed by device results obtained on selected heterostructures. A study of the impact of selected growth parameter (i.e. growth temperature, V/III ratio) on the structural and surface properties of InAlN layers is then presented. The optimized conditions have been used for the growth InAlN/AlN/GaN HEMT structures which have been thoroughly characterized. The electrical properties of the structures were found to be strongly dependent on the growth conditions of the AlN interlayer (e.g. deposition time, V/III ratio). Finally, state of the art device results obtained with InAlN/AlN/GaN heterostructures are presented

Optimizing routes for multiple autonomous vehiclesin complex traffic situations can lead to improved efficiency intraffic. Attempting to solve these optimization problems centrally,i.e. for all vehicles involved, often lead to algorithms that exhibitthe curse of dimensionality: that is, the computation time andmemory needed scale exponentially with the number of vehiclesresulting in infeasible calculations for moderate number ofvehicles. However, using a numerical framework called tensordecomposition one can calculate and store solutions for theseproblems in a more manageable way. In this project, we investi-gate different tensor decomposition methods and correspondingalgorithms for solving optimal control problems, by evaluatingtheir accuracy for a known solution. We also formulate complextraffic situations as optimal control problems and solve them.We do this by using the best tensor decomposition and carefullyadjusting different cost parameters. From these results it canbe concluded that the Sequential Alternating Least Squaresalgorithm used with canonical tensor decomposition performedthe best. By asserting a smooth cost function one can solve certainscenarios and acquire satisfactory solutions, but it requiresextensive testing to achieve such results, since numerical errorsoften can occur as a result of an ill-formed problem.
Att optimera färdvägen för flertalet au-tonoma fordon i komplexa trafiksituationer kan leda till effekti-vare trafik. Om man försöker lösa dessa optimeringsproblemcentralt, för alla fordon samtidigt, leder det ofta till algorit-mer som uppvisar The curse of dimensionality, vilket är då beräkningstiden och minnes-användandet växer exponentielltmed antalet fordon. Detta gör många problem olösbara för endasten måttlig mängd fordon. Däremot kan sådana problem hanterasgenom numeriska verktyg så som tensornedbrytning. I det här projektet undersöker vi olika metoder för tensornedbrytningoch motsvarandes algoritmer för att lösa optimala styrproblem,genom att jämföra dessa för ett problem med en känd lösning.Dessutom formulerar vi komplexa trafiksituationer som optimalastyrproblem för att sedan lösa dem. Detta gör vi genom attanvända den bästa tensornedbrytningen och genom att noggrantanpassa kostnadsparametrar. Från dessa resultat framgår det att Sequential Alternating Least Squaresalgoritmen, tillsammans medkanonisk tensornedbrytning, överträffade de andra algoritmersom testades. De komplexa trafiksituationerna kan lösas genomatt ansätta släta kostnadsfunktioner, men det kräver omfattandetestning för att uppnå sådana resultat då numeriska fel lätt kan uppstå som ett resultat av dålig problemformulering.
Kandidatexjobb i elektroteknik 2020, KTH, Stockholm

In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze untersucht, um Tensorzerlegungsmethoden auf die Full-Configuration-Interaction-Methode (FCI) anzuwenden. Das Ziel dieser Ansätze ist es, zuverlässig konvergierende Algorithmen zu erstellen, welche es erlauben, die Wellenfunktion effizient im Canonical-Product-Tensorformat (CP) zu approximieren. Hierzu werden drei Ansätze vorgestellt, um die FCI-Wellenfunktion zu repräsentieren und darauf basierend die benötigten Koeffizienten zu bestimmen. Der erste Ansatz beruht auf einer Entwicklung der Wellenfunktion als Linearkombination von Slaterdeterminanten, bei welcher in einer Hierarchie ausgehend von der Hartree-Fock-Slaterdeterminante sukzessive besetzte Orbitale durch virtuelle Orbitale ersetzt werden. Unter Nutzung von Tensorrepräsentationen im CP wird ein lineares Gleichungssystem gelöst, um die FCI-Koeffizienten zu bestimmen. Im darauf folgenden Ansatz, welcher an Direct-CI angelehnt ist, werden Tensorrepräsentationen der Hamiltonmatrix und des Koeffizientenvektors aufgestellt, welche zur Lösung des FCI-Eigenwertproblems erforderlich sind. Hier wird ein Algorithmus vorgestellt, mit welchem das Eigenwertproblem im CP gelöst wird. In einem weiteren Ansatz wird die Repräsentation der Hamiltonmatrix und des Koeffizientenvektors im Fockraum formuliert. Dieser Ansatz erlaubt die Lösung des FCI-Eigenwertproblems mit Hilfe verschiedener Algorithmen. Diese orientieren sich an den Rayleighquotienteniterationen oder dem Davidsonalgorithmus, wobei für den ersten Algorithmus eine zweite Version entwickelt wurde, wo die Rangreduktion teilweise durch Projektionen ersetzt wurde. Für den Davidsonalgorithmus ist ein breiteres Spektrum von Molekülen behandelbar und somit können erste Untersuchungen zur Skalierung und zu den zu erwartenden Fehlern vorgestellt werden. Schließlich wird ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen gegeben, welche eine effizientere Berechnung ermöglichen und somit FCI im CP auch für größere Moleküle zugänglich macht
In this thesis, various approaches are investigated to apply tensor decomposition methods to the Full Configuration Interaction method (FCI). The aim of these approaches is the development of algorithms, which converge reliably and which permit to approximate the wave function efficiently in the Canonical Product format (CP). Three approaches are introduced to represent the FCI wave function and to obtain the corresponding coefficients. The first approach ist based on an expansion of the wave function as a linear combination of slater determinants. In this hierarchical expansion, starting from the Hartree Fock slater determinant, the occupied orbitals are substituted by virtual orbitals. Using tensor representations in the CP, a linear system of equations is solved to obtain the FCI coefficients. In a further approach, tensor representations of the Hamiltonian matrix and the coefficient vectors are set up, which are required to solve the FCI eigenvalue problem. The tensor contractions and an algorithm to solve the eigenvalue problem in the CP are explained her in detail. In the next approach, tensor representations of the Hamiltonian matrix and the coefficient vector are constructed in the Fock space. This approach allows the application of various algorithms. They are based on the Rayleight Quotient Algorithm and the Davidson algorithm and for the first one, there exists a second version, where the rank reduction algorithm is replaced by projections. The Davidson algorithm allows to treat a broader spectrum of molecules. First investigations regarding the scaling behaviour and the expectable errors can be shown for this approach. Finally, an outlook on the further development is given, that allows for more efficient calculations and makes FCI in the CP accessible for larger molecules

La plupart des matériaux ferroélectriques actuellement utilisés pour les applications industrielles sont des céramiques à base de plomb. De tels composés sont nocifs à l’environnement en raison de la toxicité et de la volatilité de l’oxyde de plomb durant le processus de préparation de ces matériaux. Dans le cadre du respect de l'environnement, la recherche de céramiques sans plomb ou de faible teneur en plomb ayant des propriétés équivalentes est devenue l'une des principales alternatives aux céramiques à base de plomb. C’est dans cette perspective que se situe le présent travail, focalisé sur l’investigation de matériaux de formules : Ba1-xPbx(Ti1-yZry)O3 (2.5% ≤ à x ≤ 10%) et Ba1-xEr2x/3Ti1-yZryO3. La synthèse par voie solide a été utilisée pour l’élaboration des matériaux. Les techniques expérimentales utilisées sont l’analyse thermogravimétrique, la dilatomètrie, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage couplée à un système de microanalyse EDX et la spectrométrie d’impédance. L’utilisation de ces diverses techniques nous a permis d’optimiser les conditions d’élaboration et d’obtenir des céramiques denses de densité supérieures à 90%. Par ailleurs, les paramètres structuraux ont été affinés par la méthode de Rietveld puis discutés. En outre, ces céramiques possèdent des propriétés ferroélectriques classiques et/ou relaxeurs dont certaines ont des caractéristiques diélectriques très intéressantes au voisinage de la température ambiante. De telles compositions dépourvues de plomb ou contenant très peu de plomb permettent de limiter considérablement la pollution de l’environnement. Grâce à leurs bonnes performances diélectriques, ils pourraient être des candidats potentiels pour remplacer les matériaux à base de plomb actuellement usagés dans divers appareillages électroniques
Most of ferroelectric materials currently used in the industrial applications are lead-based ceramics. Such compounds are harmful to the environment due to the toxicity and volatility of lead oxide during the preparation process of these materials. Therefore, environmental friendly lead-free ceramics or low-lead content materials with equivalent properties has become one of the main topics as an alternative to lead-based ceramics. In this view, the present work focuses on investigating materials with formulas :Ba1-xPbx(Ti1-yZry)O3 (2.5% ≤ x ≤ 10%) and Ba1-xEr2x/3(Ti1-yZry)O3.Solid state route was used for materials elaboration. The experimental techniques used are thermogravimetric analysis, dilatometry, X-ray diffraction, scanning electron microscopy coupled to an EDX microanalysis system and impedance spectrometry. The use of these various processes allowed us to optimize the synthesis conditions and to obtain dense ceramics with density superior to 90%. In addition, the structural parameters were refined by the Rietveld method and then discussed. Furthermore, these ceramics exhibited normal and/or relaxor ferroelectric properties then some of them have very interesting dielectric characteristics in the vicinity of room temperature. Such lead-free ceramics or low-lead content materials reduce significantly the environmental pollution. Due to their good dielectric performances, they could be potential candidates for replacing lead-based materials currently used in various electronic equipments

Etude par mesure de resistivite electrique, de l'influence de la teneur en chrome sur la production et la migration des defauts ponctuels dans les alliages fe-25%ni-8 a 16%cr(% en poids) et fe-5 a 15%atcr soumis a une irradiation par electrons a 21k. Influence d'un recuit sur ces defauts d'irradiation. Interpretation des resultats par un modele de restauration

Etude experimentale pour les alliages contenant 0 a 1% de magnesium. Analyse par microscopie electronique en transmission et par analyse enthalpique differentielle de l'evolution de la precipitation. Analyse de la correlation entre la precipitation et les proprietes mecaniques en utilisant des essais de durete et de traction. Seuls les alliages a faible teneur en magnesium s'averent interessants sur le plan d'une application. Influence de la structure (cristallisation et texture) sur les proprietes mecaniques et en particulier sur leur heterogeneite suivant la direction travers-long

Dans cette thèse nous avons étudié des indicateurs visant à caractériser les propriétés métalliques ou isolantes de systèmes de basse dimensionnalité à partir de calculs théoriques basés sur la fonction d'onde. Ces systèmes sont intéressants car ils permettent une compréhension en profondeur des phénomènes physiques qui peuvent ensuite être extrapolés à des systèmes plus étendus. Afin de réaliser cette étude nous avons utilisé un nouvel outil basé sur la théorie de la conductivité de Kohn : le tenseur de délocalisation total ou total position spread-tensor (TPS). Ce tenseur est défini comme le second cumulant de l'opérateur position : ? = - 2. Divisé par le numéro des électrons, il diverge quand la fonction d'onde est fortement délocalisée (forte fluctuation de la position des électrons) et converge vers une valeur finie dans le cas contraire. Ainsi, la conductivité est relié à la délocalisation de la fonction d'onde. Dans ce travail, deux définitions du TPS ont été abordées : une quantité sommée sur le spin (spin-summed TPS, SS-TPS) d'une part, et une décomposition selon le spin (spin-partitioned TPS, SSP-TSP) d'autre part. Cette dernière s'est avérée être un outil très efficace pour l'étude de systèmes fortement corrélés. Au cours de la thèse, nous avons commencé par étudier plusieurs systèmes diatomiques présentant des liaisons de natures différentes à l'aide de calculs d'interaction de configurations totale (FCI). Le TPS présente alors un maximum dans une zone précédant la rupture de liaison avant de converger asymptotiquement vers les valeurs atomiques, comme la consistance de taille du tenseur le laissait présager. Dans le cas de systèmes pour lesquels l'état électronique présente un croisement évité, le TPS diverge, mettant ainsi en évidence la forte délocalisation de la fonction d'onde. Le SS-TPS est donc un indicateur de choix pour suivre la nature de la liaison chimique. Nous avons ensuite considéré des systèmes à valence mixte de type II pour lesquels l'état fondamental présente un double-puits de potentiel avec un croisement évité avec le premier état excité. Il est donc nécessaire ici d'utiliser un traitement multi-configurationnel. Deux systèmes modèles ont ainsi été étudiés : i) deux di- mères H2 en interaction faible au niveau FCI et ii) un composé du type spiro au niveau CAS-SCF (à l'aide d'un code que nous avons implémenté dans Molpro). Dans les deux cas, le TPS présentait un maximum très marqué dans la région du croisement évité, signature d'une forte mobilité électronique. Nous nous sommes également intéressés à trois types de chaines d'atomes d'hydrogène : i atomes équidistants ii) chaines dimérisées à longueur de liaison H2 fixée et iii) chaines dimérisées. Tant le SS-TPS que le SP-TPS montrent des comportements différents selon le type de chaine considérée. Les premières ont un caractère métallique et une délocalisation de spin prononcée dans le régime fortement corrélé. Les secondes sont de nature isolante avec une délocalisation limitée. Les chaines dimérisées, quant à elle, dissocient très rapidement vers un état isolant mais avec une forte délocalisation de spin. Ces chaines demi-remplies ont aussi été traitées à l'aide d'hamiltonien de Hubbard et de Heisenberg. Nous avons ainsi pu rationaliser le comportement des SS-TPS et SP-TPS en variant le rapport de l'intégrale de saut et de la répulsion électron- électron (-t/U) entre sites adjacents. Le caractère ferromagnétique/anti-ferromagnétique a également pu être suivi en modifiant la valeur de la constante de couplage J dans le cas fortement corrélé. Finalement, ces indicateurs ont été mis en oeuvre pour des polyacenes cycliques. Dans ce cas, le TPS a permis de comprendre la nature des fonctions d'onde de l'état fondamental obtenues au niveau CAS-SCF et NEVPT2
I carried out a theoretical study to characterize metallic and insulating properties of low-dimensional systems using wave function methods. Low-dimensional systems are particularly important because they allow an understanding that can be extrapolated to higher dimensional systems. We have employed a new tool based on the theory of conductivity of Kohn that we have named: total position-spread tensor (TPS). The TPS is defined as the second moment cumulant of the total position operator: ? = - 2 . The tensor divided by the number of electrons diverges when the wave function is delocalized (high fluctuation of electrons' positions), and it takes finite values for localized ones. In this way, the electrical conductivity is related to the proper delocalization of the wave function. In addition, the tensor can be divided in spin-summed (SS-TPS) and spin-partitioned tensors (SP-TPS). The latter one becomes a powerful tool to the study of strongly correlated systems. In this dissertation, we started to investigate at full configuration interaction (FCI) level diatomic molecules showing different types of bond. The TPS presented a marked maximum before the bond was broken and in the asymptotic limit one recovers the TPS values of isolated atoms (size consistency). For the case of diatomic systems showing avoided-crossing electronic states, the TPS diverges evidencing the high delocalization of the wave function. Therefore, the SS-TPS is capable of monitoring and characterizing molecular wave functions. We considered mixed-valence systems that are often distinguished by a double-well potential energy surface presenting an avoided-crossing. Thus, such a configuration possesses a strongly multireference nature involving at least two states of the same symmetry. Two different systems were investigated: i) two weakly interacting hydrogen dimers that were investigated at Full CI level, and ii) a spiro like molecule where the TPS tensor was evaluated in a CAS-SCF state-averaged wave function using our implementation of the SS- TPS formalism in MOLPRO. We found that the tensor's component in the direction of the electron transfer (ET) shows a marked maximum in the avoided-crossing region, evidencing the presence of a high electron mobility. The formalisms of the SS- and SP-TPS was applied to one dimensional systems composed by three types of half-filled hydrogen chains: i) equally-spaced chains, ii) fixed-bond dimerized chains, and iii) homothetic dimerized chains. Both the SS- and SP-TPS showed different signatures associated to the three types of systems. Equally-spaced chains have metallic wave functions and a high spin delocalization in the strongly correlated regime. In contrast, fixed-bond dimerized chains have an insulating character and a restricted spin delocalization. Finally, homothetic dimerized chains dissociate very quickly which renders them in the insulating state but with a high spin delocalization. We also studied half-filled chains by using the Hubbard and the Heisenberg Hamiltonians. On the one hand, we were able to depict the response of the SS- and SP-TPS by varying the ratio between the hopping and electron-electron repulsion (-t/U parameter) of topological connected sites. On the other hand, the ferromagnetic and anti-ferromagnetic character of the wave functions were evaluated by varying the coupling constant (J) in the strongly correlated systems. A theoretical study of closed polyacenes (PAH) structures was performed at CAS-SCF and NEVPT2 level. Our methodology for choosing the active space using the Hückel Hamiltonian was able to characterize the ground state of the systems that indeed fulfilled the Ovchinnikov rule. Finally, we applied the SS-TPS to understand the nature of the wave functions of these PAHs

Le travail réalisé au cours de cette thèse concerne l'analyse des conséquences de l'oxydation à 950°C des alliages base Ni sur la composition de l'alliage à proximité de l'interface alliage/oxyde. Deux catégories d'alliages ont été analysées : alliages à faible teneur en chrome conduisant à l'oxydation interne et l'alliage chromino-formeur Ni-16Cr-9Fe.Une description complète des mécanismes de l'oxydation interne du chrome est obtenue à partir du développement du modèle analytique de Wagner d'oxydation interne et du développement du modèle numérique de Feulvarch. Ces modèles décrivent l'évolution de l'oxydation interne jusqu'à la transition oxydation interne / oxydation externe à 11 %poids de chrome environ.L'analyse par la spectroscopie d'électrons Auger de l'alliage modèle Ni-16Cr-9Fe à 950°C oxydé pendant 10 heures a permis d'explorer la zone à proximité immédiate de l'interface alliage/oxyde et de déterminer la concentration en chrome à l'interface à 0,5%poids (i.e. dans 20 premiers nanomètres), ce qui est en accord avec le modèle analytique de Wagner d'oxydation en couche compacte. La description des profils de déchromisation et des profils de cavités pour plusieurs temps d'exposition allant de 100h à 5000h a permis de mettre en évidence une corrélation forte entre ces deux phénomènes (même constante parabolique). Pour ces durées d'oxydation les profils de déchromisation présentent un point d'inflexion ce qui se traduit par l'augmentation de la teneur en chrome à l'interface. Les résultats sont interprétés dans le cadre d'un nouveau modèle analytique avec l'hypothèse d'injection des lacunes produites par l'effet Kirkendall au point d'inflexion.

Cette thèse s'inscrit dans une démarche d'investigation des mécanismes d'endommagement de réfractaires électrofondus à très haute teneur en zircone. L'accent est en particulier mis sur la compréhension du phénomène de microfissuration, mécanisme de dégradation le plus dommageable pour ces matériaux. S'opérant au refroidissement, il conduit à la fracture des blocs électrofondus. Réalisés dans le cadre du programme NOREV (NOouveau REfractaires Verriers) soutenu par l'ANR, les travaux présentés sont le fruit d'une collaboration avec Saint Gobain CREE, le Centre des Matériaux P.M. FOURT de l'Ecole des Mines de Paris, le laboratoire GEMH de l'ENSCI de Limoges, ICAR et Euro Physical Acoustics. Ils font suite aux travaux réalisés lors du programme PROMETHEREF (2002-2005). Des expériences préliminaires ont permis de définir et d'affiner les orientations de l'étude. Prenant en considération l'anisotropie de dilatation de la zircone monoclinique et quadratique décrite dans la littérature, l'imagerie des électrons rétrodiffusés a notamment permis de révéler un lien entre l'arrangement de domaines cristallographiques et la fissuration observée. D'autres expérimentations conduites dans le domaine de l'émission acoustique ont mis en lumière son applicabilité et ses apports pour notre problématique ainsi que la nécessité de développer un algorithme de traitement adapté. Ainsi, trois axes de recherche ont été développés. Ils visent, par leur complémentarité, à permettre une analyse à plusieurs échelles de l'endommagement des matériaux de l'étude tout en s'appuyant sur leur comparaison. Ils permettent respectivement d'évaluer l'endommagement de manière indirecte, d'en examiner les origines à l'échelle microscopique et d'en déterminer l'occurrence en température à l'échelle globale de l'échantillon. Le premier volet consiste en une évaluation des propriétés mécaniques en températures soulignant les incidences de la fissuration. La mise en évidence de la fissuration sous-critique, l'évolution des propriétés élastiques ainsi que la détermination des propriétés à la rupture apportent autant d'éléments qui permettent ensuite d'enrichir l'étude fractographique. Le deuxième volet s'attache, après une interrogation quant à la présence simultanée de zircone monoclinique et quadratique, à déterminer les paramètres de maille et les coefficients de dilatation de ces deux structures pour les différents matériaux. La modélisation des mailles correspondantes se révèle alors d'un grand intérêt pour l'analyse de cartographies EBSD. Enfin, la validation et l'application d'un process de traitement novateur des données d'émission acoustique, intégrant un algorithme génétique, permet de quantifier l'endommagement et d'apporter des précisions quant à son action en température. Ces constatations sont confortées par des suivis par acousto-ultrasons.

Dans une première partie, nous avons étudié quelques propriétés de molécules magnétiques impliquant des radicaux organiques (seuls ou conjointement avec des terres rares). Nous avons ainsi pu interpréter l'évolution de la susceptibilité magnétique et de l'aimantation en fonction de la température en évaluant par des approches ab initio fonctions d'onde les constantes d'échange ou le tenseur g au sein de ces matériaux. De plus, nous avons chercher à définir les conditions pour que des matériaux à base de radicaux organiques présentent simultanément des propriétés magnétiques et conductrices. Nous avons ainsi examiné différentes familles de composés et l'influence de la structure géométrique et chimique des radicaux organiques utilisés. Pour cette partie, nous avons extrait les intégrales physiques pertinentes par la méthode des Hamiltoniens effectifs.Dans une deuxième partie, nous avons utilisés ces quantités physiques (intégrale de saut, répulsion sur site, échange) pour décrire le phénomène de transport dans des jonctions pour lesquelles les effets de la corrélation électronique ne peuvent être écartés. Munis de ces paramètres ab initio, nous avons développé un modèle phénoménologique permettant de décrire la conduction moléculaire à l'aide d'un jeu d'équations maîtresses. Nous avons ainsi cherché à mettre en évidence l'intérêt des approches post Hartree-Fock empruntant une fonction d'onde corrélée et de spin adapté dans la description du transport électronique. Que ce soit dans le cas de transport polarisé en spin ou non, l'approche utilisée (mono ou multi-déterminentale) conditionne qualitativement et quantitativement la caractéristique courant/tension.

Ce travail porte sur la modélisation électromagnétique des circulateurs à jonction-Y polarisé non-uniformément en vue de concevoir et de réaliser des structures ultraminiatures. L'originalité de cette étude repose sur l'approche théorique permettant de mieux décrire le comportement électromagnétique de la structure. Cette approche tient compte de la non-uniformité des différents champs apparaissant dans la structure (champ statique de polarisation, champs démagnétisants et champ interne) ainsi que de l'état d'aimantation du matériau ferrite. La réalisation de circulateurs microruban en bande X a permis de confronter des résultats expérimentaux aux réponses théoriques obtenues à partir de notre approche théorique et d'observer la dégradation des performances du dispositif due à la non-uniformité des champs statiques. A l'aide de modifications apportées à l'analyse électromagnétique, les réponses de dispositifs à base d'hexaferrites autopolarisés fonctionnant à la rémanence sont obtenues.

Les maladies d’Alzheimer et de Parkinson (MA et MP) sont des maladies neurodégénératives entrainant une diminution des fonctions cognitives et locomotrices et toujours dépourvues de traitements curatifs. La consommation d’huile d’olive et des polyphénols qu’elle contient atténuerait la survenue des démences telles qu’observées dans la MA ou la MP. À ce jour, ces composés phénoliques ont été étudiés de manière isolée afin de caractériser leur réactivité vis à vis des radicaux et leurs effets biologiques, mais les concentrations utilisées (5–100 µM) sont supérieures aux concentrations retrouvées dans le plasma (0.5-2,8 ng/ml). Jusqu’à présent, aucune étude n’a observé les effets de ces composés combinés, alors que l’oleuropéine et le tyrosol, des composés phénoliques parmi les plus abondants dans l’huile d’olive et que l’acide p-coumarique, un dérivé d’acide hydroxycinnamique, sont connus pour leurs activités antioxydantes et leur biodisponibilité. Dans un contexte cellulaire, les composés phénoliques agissent à travers leurs capacités de donneurs d’atomes d’hydrogène et/ou d’électrons, et impactent la régulation des défenses antioxydante. En conditions oxydatives, ils peuvent subir des modifications structurelles et mener à de nouveaux composés. L’impact cellulaire de ces derniers est encore peu étudié, car leur devenir dans le contexte d’un métabolisme oxydatif reste obscur. L’étude des métabolites issus de l’oxydation des composés phénoliques est donc d’une réelle importance afin d’approfondir les connaissances sur leurs mécanismes d’actions au niveau biologique. Nous avons émis l’hypothèse que la combinaison de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique potentialise leurs effets neuroprotecteurs à travers leurs capacités de donneurs d’électrons et en lien avec la production des métabolites associés. Ce propose une approche pluridisciplinaire intégrant des composantes biologiques et des questions relevant de la physico-chimie, en s’appuyant sur des outils électrochimiques. En premier lieu, nous avons démontré que l’association de ces trois composés (Mix 1) permettait de potentialiser leurs effets neuroprotecteurs avec concentrations efficaces à 0.1 et 1µM, contrairement aux concentrations neuroprotectrices lorsque ces composés sont utilisés individuellement (5 à 10 fois plus élevées). Le Mix1 augmente la réactivité des composés phénoliques vis-à-vis d’espèces réactives de l’oxygène et permet une diminution de leur génération intracellulaire. Cette neuroprotection semble en partie médiée par une régulation des facteurs de régulation rédox endogènes. Dans un second temps, nous avons comparé le comportement en conditions oxydatives acellulaires de l’oleuropéine, du tyrosol et de l’acide p-coumarique individuellement et dans le Mix1. L’analyse en LC-MS2 des composés stables issus de l’oxydation du Mix 1 a montré une diminution des taux d’oxydation relatifs de chacun des composés, ainsi que la détection de trois néocomposés spécifiques de l’oxydation du Mix1. De plus, un effet neuroprotecteur significatif du Mix1 oxydé a été observé dès 1 et 5 nM, ce qui soutient l’hypothèse que les produits issus de l’oxydation des composés phénoliques peuvent participer aux effets biologiques des composés natifs. Notre troisième objectif était d’évaluer si les composés issus de l’oxydation des composés phénoliques pouvaient être générés dans un système biologique. L’analyse en LC-HRMS des extraits de cellules neuronales traitées avec le Mix1 en conditions oxydatives a révélé que ces composés étaient toujours présents sous leurs formes natives dans les cellules après plusieurs heures de traitement. Ce projet multidisciplinaire a permis d’observer les effets des composés phénoliques sous plusieurs angles. Il confirme qu’un effet neuroprotecteur de composés issus de l’oxydation est possible et ouvre la voie à de nouvelles approches pour le développement de formulations efficaces pour limiter le stress oxydatif au niveau cérébral
Alzheimer and Parkinson diseases (AD and PD) are neurodegenerative disorders leading to cognitive function decline and curative treatments are still missing. Olive oil and related phenolic compounds consumption could prevent or slow down cognitive decline through neuronal preservation. Indeed, they have direct antioxidant properties as electrons or H-atom donors, which are largely suspected of being responsible for their biological effects, but also of some indirect properties as modulators of endogenous antioxidant defenses. The secoiridoid oleuropein and the monophenols tyrosol and p-coumaric acid have shown abilities to counteract oxidative injuries and associated neuronal death in several cellular and in vivo models. However, the basic mechanisms of action of phenolic compounds remain to be elucidated. In fact, phenolic compounds are highly sensitive to oxidative modifications and could be transformed into new compounds in an oxidative context. Cellular impacts of these products are rarely considered, probably because their intracellular detection is a great challenge and remain an important field to explore. Moreover, oleuropein, tyrosol and p-coumaric were individually evaluated in order to characterize their own reactivity towards ROS and their biological properties. However, the concentration ranges used to observe neuroprotection in cellular models (5 – 100 µM) were far from the possibly recovered phenolic concentration in plasma (0.5 - 2,8 ng /ml of plasma). To observe an effect with concentration range closer to the physiological ones, several antioxidant combinations could be proposed. Nevertheless, despite the biological promises of phenolic compounds from olive oil, studies which combined some of the most abundant phenolic compounds in the neuroprotection field is still missing. We thus hypothesized that the combination of oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid in equimolar proportion (Mix 1) could potentiated their ROS scavenging and neuroprotective properties to counteract oxidative stress-induced neuronal death. These effects could be in part due to their oxidized metabolites. First, we demonstrated that the association of these three phenolic compounds potentiated their neuroprotective effects with efficient concentrations at 0.1 and 1µM, contrary to concentration ranges when there are used individually (5 to 10 higher). The Mix1 increase the reactivity of phenolic compounds towards ROS and decreases their intracellular production. These neuroprotective properties seems, at least in part, lead by a regulation of the endogenous redox factors. Then, we compared the behavior of Oleuropein, tyrosol and p-coumaric acid individually and in the Mix1 under acellular oxidative conditions. The oxidized Mix1 LC-ESI-MS2 profiles showed a regeneration of oleuropein through a decrease of the phenolic compounds oxidation rate and highlight the presence of specific oxidized products in Mix 1. This study also showed a significant neuroprotection of oxidized Ole and oxidized Mix1 with very low concentrations (1 and 5 nM), suggesting the putative relevant role of oxidized Ole products to protect or delay neuronal death. Our third objective was to evaluate if these oxidized metabolites could be produced in a biological system. Even under oxidative conditions, we recovered these compounds in cellular extracts under their native forms after few hours of treatments, attesting their accumulation in neuronal cells. Taking together, our results pointed out the relevance to study the phenolic compounds from a chemical and a biological point of view, which should always be as cellular redox reactions are between biological and chemical fields. Lastly, we confirmed the significance to take into account the oxidized metabolites from phenolic compounds to deeper understand their biological properties

En Europe, suite à la fermeture de nombreux sites sidérurgiques, une utilisation croissante de laitiers de haut-fourneau d’origine et d’âge variés voit le jour depuis plusieurs années. Cette évolution conduit à une diversification de la composition chimique et minéralogique des laitiers. Connaître l’influence de ces caractéristiques sur la réactivité des laitiers utilisés en substitution du clinker dans les ciments de haut-fourneau (CEM III) devient, dès lors, primordial pour assurer les performances de tels ciments.

Dans ce contexte, le présent travail a pour but d’investiguer l’influence de la composition chimique et de l’âge des laitiers sur leur réactivité tant par des essais physico-mécaniques que par une caractérisation physico-chimique et minéralogique de CEM III/B à différentes échéances d’hydratation. L’effet néfaste du vieillissement des laitiers est clairement mis en exergue et son impact diffère selon la composition chimique de départ du laitier. Les ions aluminium engendrent une accélération de l’hydratation et une amélioration des résistances physico-mécaniques à jeune âge mais, à long terme, ils conduisent à une perte de ces dernières. Concernant l’influence des ions titane dans les laitiers, la tendance générale observée est une diminution des performances physico-mécaniques.

Sur base de ces résultats, une évaluation de la représentativité de moyens accélérés d’estimation de la réactivité des laitiers est effectuée. Il est mis en évidence que seules les mesures de résistances physico-mécaniques classiques permettent d’évaluer correctement la réactivité des différents laitiers.

Une évaluation de la détermination de la teneur en constituants de CEM III/B par la méthode Rietveld est menée par comparaison avec la méthode de dissolution sélective de la norme EN 196-4 et le dosage des constituants par pesée. Moyennant une utilisation adaptée de cette méthode, les résultats obtenus à l’aide de celle-ci sont très encourageants.

In Europe, following the closure of many steel plants, an increased use of blast furnace slag (BFS) of various age and origin was born for several years. This evolution leads to a diversification of the chemical and mineralogical composition of the BFS. Knowing the influence of these characteristics on the reactivity of slag used in substitution of clinker in blast-furnace cement (CEM III) becomes, therefore, crucial to ensure the performance of such cements.

In this context, this work aims to investigate the influence of chemical composition and age of BFS on their reactivity by both physico-mechanical and physico-chemical and mineralogical characterization of CEM III/B at different times of hydration. The adverse effect of ageing of BFS is clearly highlighted and its impact varies depending on the chemical composition of the BFS. Aluminum ions generate an acceleration of the hydration and improve mechanical strength at early age, but at long term, they lead to a loss of the strength. Regarding the influence of titanium ions in the BFS, the general trend is a decrease of the physical and mechanical performance.

Based on these results, an assessment of the representativeness of accelerated means of estimating, the BFS reactivity is done. It is emphasized that only measures of physical and conventional mechanical strength can accurately assess the reactivity of different BFS.

An evaluation of the determination of the amount of CEM III/B components by the Rietveld method is based upon comparison with the selective dissolution method from the EN 196-4 norm and components determination by weight. Through appropriate use of this method, the results obtained are very encouraging.

Doctorat en Sciences
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Preparation par une methode sol-gel permettant d'obtenir des materiaux de grande purete; mise en evidence de differences structurales importantes, d'une tres grande homogeneite morphologique et d'une difference importante de la taille des cristallites. Confirmation par rmn de l'existence de plusieurs especes protonees. Etude des variations de la conductivite en fonction de la temperature; influence de la teneur en eau. Mise en evidence de la relation entre la conductivite electrique et la mobilite protonique a partir de mesures des temps de relaxation et proposition d'un mecanisme de type grotthus. Elaboration de couches epaisses par serigraphie; possibilites d'application dans des dispositifs microioniques. Essais d'utilisation pour la detection de h::(2)

Etude par méthode électrochimique de la diffusivité de l'hydrogène dans le fer pur, le fer ARMCO, l'acier A508. Influence de couches de cuivre. Analyse du rôle des impuretés et de la ségrégation superficielle par spectrométrie Auger. Etude de la diffusivité de l'azote à partir d'une couche superficielle de nitrure déposée sur des échantillons de fer pur par bombardement ionique.

As novel engineered nanoparticles such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) are extensively used in nanotechnology due to their superior properties, it becomes critical to fully understand their biodistribution and effect when accidently inhaled. There fore, development of animaging technique which allow longitudinal in vivo follow-up of SWCNT effect based on their intrinsic properties is highly desirable. Non invasive free-breathing hyperpolarized 3He lung MRI protocol was developed complementary to proton systemic MR protocol to allow monitoring SWCNT based on their intrinsic iron impurities after intrapulmonary exposition. Combined toproton lung MRI and ex vivo optical and electron microscopy at different time points, this protocol represents a powerful multimodality imaging techniques which allows a full characterization of the biodistribution and biological impacts of iron containing SWCNT. SWCNT was found to produce granulomatous and inflammatory reactions in a time and dose dependent manner with their bio persistenc eafter intrapulmonary exposition.From biological impact evaluations after intrapulmonary exposition towards biomedical applications, SWCNT hold promise for applications in nanomedicine field with their distinct architecture and their novel physicochemical properties. The biodistribution and pharmacological profile of various well-dispersed pristine and functionalized SWCNT were assessed in blood and target tissues after their intra venous administration by longitudinal in vivo susceptibility weighted MRI and their potential effect on liver metabolism by ex vivo HRMAS 1H NMR. No presence ofacute toxicological effect (variation in liver metabolism) was observed confirmed by the absence of clustering in NMR spectra using Principal Component Analysis (specific biomarkers of toxicity).

This DBA Dissertation reports on the barriers preventing a relationship between Australian council e-Tender monetary spend and executive strategy, developed from seven Australian mid-range councils across three states. Every year councils spend billions of dollars on procurement of goods, services, works and information to fund community facilities. Electronic Tender (e-Tender), as a determined sub-set of e-Procurement, is an important acquisition activity. The significance of e-Tender through a tender management portal (TMP) was the initial focus of this research project, a subject not examined in previous research. Through the data collection phase the focus changed to the value of the e-Tender monetary spend. The existing research proposes council’s measure e-Procurement (not specifically e-Tender) expenditure and the arguments for this position are explored through their practice dimensions. The practice leads to theories and the perspective exposes the tension between strategic mimicry and acquiescence responses to institutional logics and variant economics which were found to legitimise and entrench practice barriers. The pervasiveness of council procurement is tied to the themes extracted from the case studies showing pressures between the council procurement structure, regulatory compliance, operational effectiveness and shared services or aggregators as practitioners of collaboration. Qualitative methods of interviews and case studies coupled with a back-and-forth abductive process of systematic combining through pragmatic lens enabled development of an own agenda serendipitous research methodology. This strategy responds to calls for reflective learning facets of case studies to advance research in the Purchasing and Supply Management field. This research project will increase the understanding of the dynamic and evolving nature of council e-Tender through a TMP and the value of tender spend as an inclusion in executive strategy, thereby commencing a conversation on council tender epistemology, research avenues yet unexplored. This DBA Dissertation makes a contribution to knowledge in the field of Australian middle range councils through the empirical research and the ensuing development of a tender spend/income ratio as a performance indicator. What was striking is the financial volume of tender spend not recognised across council: although not explicitly stated, acquiescence guides council reasoning for non-inclusion of this essential management data within executive strategy. This research is a contribution to the growing importance of understanding the digitalisation of practice and the impact on all stakeholders.

Le présent mémoire est divisé en deux parties. La première, un peu plus théorique, se veut un bref constat des problèmes reliés à l’octroi des contrats municipaux au fil du temps ainsi qu’un rappel des règles actuelles en matière d’attribution des contrats. La seconde partie porte sur les bonnes pratiques à adopter lors d’un appel d’offres, les zones grises et les erreurs à éviter lors du processus menant à l’adjudication d’un contrat. Dans un premier temps, l’auteure traite de la rédaction de l’appel d’offres, de sa publication, de l’ouverture des soumissions et des formalités à suivre afin de déterminer la soumission devant être retenue. Par la suite, elle aborde les concepts de division de contrat et d’avis d’intention. Finalement, le dernier chapitre relate les différents mécanismes de plaintes dans le milieu municipal. À la fin du mémoire, six (6) annexes viennent illustrer, sous forme de tableaux ou de schémas, différents concepts et étapes clés en matière de gestion contractuelle.
This master’s thesis is divided into two parts. The first one is a bit more theoretical and is intended to be a brief overview of the problems linked to the awarding of municipal contracts over time, as well as a reminder of the current rules governing the awarding of contracts. The second part informs on the best practices to be followed during a call for tenders, the gray areas, and the errors to avoid during the process leading to the awarding of a contract. First, the author addresses the writing of the call for tenders, its publication, the opening of tenders, and the formalities to be followed in order to determine the tender to be selected. Next, she discusses the concepts of contract division and notice of intention. The last chapter describes the various complaint mechanisms in the municipal sector. At the end of the thesis, six (6) appendices illustrate, using tables or diagrams, various key concepts and stages in terms of contractual management.

Пантюшенко Д. А. Публічні закупівлі в Україні та країнах ЄС: фінансово-правовий механізм : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 081 "Право" / наук. керівник Ю. В. Пирожкова. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 111 с.
UA : Кваліфікаційна робота складається зі 111 сторінок, містить 95 джерел використаної інформації. У сучасних умовах господарювання однією з найбільш гострих проблем забезпечення економічної безпеки України є запровадження ефективної системи управління публічними закупівлями. Публічні закупівлі здійснюють визначний вплив на виконання основних функцій держави, задоволення суспільних потреб, реалізацію пріоритетних національних проектів. Система публічних закупівель є інструментом регулювання соціально-економічних процесів, значення якого зростає в умовах нестабільної економіки. Метою кваліфікаційної роботи є комплексний аналіз та детальне дослідження фінансово-правового механізму публічних закупівель в Україні та країнах ЄС, розробка пропозицій щодо удосконалення окремих аспектів здійснення публічних закупівель з урахуванням європейського досвіду. Об’єктом дослідження даної кваліфікаційної роботи є суспільні відносини у сфері публічних закупівель. Предметом дослідження є фінансово-правовий механізм публічних закупівель в Україні та країнах ЄС.
EN : Qualifying work consists of 111 pages, contains 95 sources of information used. In today's economic environment, one of the most pressing problems in ensuring the economic security of Ukraine is the introduction of an effective public procurement management system. Public procurement has a decisive influence on the fulfillment of the main functions of the state, meeting public needs, the implementation of priority national projects. The public procurement system is a tool for regulating socio-economic processes, the importance of which is growing in an unstable economy. The aim of the qualifying work is conceptual analysis and detailed study of the financial and legal mechanism of public procurement in Ukraine and the EU countries, the development of proposals to improve certain aspects of public procurement in the light of European experience. The object of study of this qualification is public relations in the field of public procurement. The study is the financial and legal mechanism of public procurement in Ukraine and EU countries.

In this thesis the application of novel tensor decomposition and tensor representation techniques in highly accurate post Hartree-Fock methods is evaluated. These representation techniques can help to overcome the steep scaling behaviour of high level ab-initio calculations with increasing system size and therefore break the "curse of dimensionality". After a comparison of various tensor formats the application of the "canonical polyadic" format (CP) is described in detail. There, especially the casting of a normal, index based tensor into the CP format (tensor decomposition) and a method for a low rank approximation (rank reduction) of the two-electron integrals in the AO basis are investigated. The decisive quantity for the applicability of the CP format is the scaling of the rank with increasing system and basis set size. The memory requirements and the computational effort for tensor manipulations in the CP format are only linear in the number of dimensions but still depend on the expansion length (rank) of the approximation. Furthermore, the AO-MO transformation and a MP2 algorithm with decomposed tensors in the CP format is evaluated and the scaling with increasing system and basis set size is investigated. Finally, a Coupled-Cluster algorithm based only on low-rank CP representation of the MO integrals is developed. There, especially the successive tensor contraction during the iterative solution of the amplitude equations and the error propagation upon multiple application of the reduction procedure are discussed. In conclusion the overall complexity of a Coupled-Cluster procedure with tensors in CP format is evaluated and some possibilities for improvements of the rank reduction procedure tailored to the needs in electronic structure calculations are shown.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung neuartiger Tensorzerlegungs- und Tensorrepesentationstechniken in hochgenauen post Hartree-Fock Methoden um das hohe Skalierungsverhalten dieser Verfahren mit steigender Systemgröße zu verringern und somit den "Fluch der Dimensionen" zu brechen. Nach einer vergleichenden Betrachtung verschiedener Representationsformate wird auf die Anwendung des "canonical polyadic" Formates (CP) detailliert eingegangen. Dabei stehen zunächst die Umwandlung eines normalen, indexbasierten Tensors in das CP Format (Tensorzerlegung) und eine Methode der Niedrigrang Approximation (Rangreduktion) für Zweielektronenintegrale in der AO Basis im Vordergrund. Die entscheidende Größe für die Anwendbarkeit ist dabei das Skalierungsverhalten das Ranges mit steigender System- und Basissatzgröße, da der Speicheraufwand und die Berechnungskosten für Tensormanipulationen im CP Format zwar nur noch linear von der Anzahl der Dimensionen des Tensors abhängen, allerdings auch mit der Expansionslänge (Rang) skalieren. Im Anschluss wird die AO-MO Transformation und der MP2 Algorithmus mit zerlegten Tensoren im CP Format diskutiert und erneut das Skalierungsverhalten mit steigender System- und Basissatzgröße untersucht. Abschließend wird ein Coupled-Cluster Algorithmus vorgestellt, welcher ausschließlich mit Tensoren in einer Niedrigrang CP Darstellung arbeitet. Dabei wird vor allem auf die sukzessive Tensorkontraktion während der iterativen Bestimmung der Amplituden eingegangen und die Fehlerfortpanzung durch Anwendung des Rangreduktions-Algorithmus analysiert. Abschließend wird die Komplexität des gesamten Verfahrens bewertet und Verbesserungsmöglichkeiten der Reduktionsprozedur aufgezeigt.

Healthy white matter in the brain and spinal cord is composed primarily of myelinated axons and glial cells. Myelinated axons transfer information between the peripheral nervous system and the central nervous system (CNS) as well as between centres within the CNS. Demyelination, a hallmark of neurodegenerative autoimmune diseases such as multiple sclerosis (MS), can cause nerve damage and degrade signal propagation. Magnetic resonance imaging (MRI) methods thought to assess myelin integrity and the structural integrity of axons are improving both the diagnosis and understanding of white matter diseases such as MS. Current methods, however, are sensitive to many different pathologies, making the interpretation of individual MRI results difficult. For this dissertation, several quantitative MRI methods were developed and compared, including single component T1 and T2 relaxometry, multicomponent T2 relaxometry, diffusion tensor imaging (DTI), and quantitative magnetization transfer imaging (qMTI). These methods were tested on agarose gels, fixed rat spinal cords, healthy control mice, and the cuprizone mouse model of demyelination. Quantitative MRI measurements were correlated to ultrastructural measurements of white matter to determine the influence myelin content and axonal structure have on different MRI methods. Cellular distributions measured in electron micrographs of the corpus callosum correlated strongly to several different quantitative MRI metrics. The largest Spearman correlation coefficient varied depending on cellular type: longitudinal relaxation rates (RA/T1) vs. the myelinated axon fraction ( r = 0.90/-0.90), the qMTI-derived bound pool fraction (f) vs. the myelin sheath fraction ( r = 0.93), and the DTI-derived axial diffusivity vs. the non-myelinated cell fraction (r = 0.92). Using Pearson’s correlation coefficient, f was strongly correlated to the myelin sheath fraction (r = 0.98) with a linear equation predicting myelin content (5.37f −0.25). Of the calculated MRI metrics, f was the strongest indicator of myelin content while longitudinal relaxation rates and diffusivity measurements were the strongest indicators of changes in tissue structure. Multiparametric MRI measurements of relaxation, diffusion, and magnetization transfer give a more complete picture of white matter integrity.