Approche théorique de la diffusion élastique et inélastique dans les solides par la méthode AB initio Hartree-Fock : application aux sulfures de lithium et de sodium

par Patrick Azavant

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Albert Lichanot.

Soutenue en 1994

à Pau .


  • Résumé

    Pour aboutir au calcul des facteurs de structure statiques et dynamiques et des profils Compton statiques qui constituent des observables de première importance permettant de remonter à la structure électronique du solide, monsieur Azavant a développé son travail autour de cinq chapitres : le premier décrit la méthodologie Hartree-Fock appliquée aux systèmes périodiques sur laquelle est concu et développe le programme Crystal grandement utilisé dans ce travail. Afin de bien comprendre les équations de Fock appliquées au solide, la méthodologie Hartree-Fock moléculaire a été rappelée. Ce chapitre débouche sur l'établissement et la structure de la matrice densité P#G, base de tous les calculs de facteurs de structure et de profils Compton. Le deuxième chapitre résume l'approche des phénomènes de diffusion élastique et inélastique à haute énergie (diffusions Thomson et Compton). L'approche phénoménologique des deux phénomenes conduit aux expressions traduisant les variations de l'intensité diffuse en fonction de l'angle de diffusion et de la longueur d'onde. L'approche quantique de la diffusion Thomson conduit à l'expression du facteur de structure statique à partir de la transformée de Fourrier de la densité électronique P(#R) qui découle de la matrice densité P#G. Dans l'approche quantique de la diffusion Compton, la fonction d'onde de l'espace des moments est obtenue par transformée de Fourrier de la fonction d'onde de l'espace de configuration dans le cadre de l'approximation impulsionnelle. La distribution des moments en est déduite ainsi que les profils Compton directionnels. Dans le chapitre III, il est propose une méthode de calcul quantique des facteurs de structure dynamiques en introduisant les vibrations atomiques induites par la température. Ce calcul a été conduit dans le cadre de l'hypothèse de Debye où les atomes vibrent indépendamment les uns des autres et en supposant que le nuage électronique suit sans déformation les mouvements des noyaux. La comparaison des facteurs de structure ainsi calculés et expérimentaux pour le silicium et les oxydes de magnésium et de béryllium conduit à un accord très satisfaisant. Ces résultats encourageants nous ont permis dans le chapitre IV de calculer les facteurs de diffusion atomique d'espèces instables à l'état libre (O-- et S--) mais stabilisées par le champ cristallin des cations environnants dans Li#2O et Li#2S. Le chapitre V est consacré au calcul des propriétés électroniques et de diffusion des sulfures de lithium et de sodium composés qui, d'un point de vue expérimental, sont délicats à étudier compte tenu de la facilité avec laquelle ils se détériorent sous l'effet des rayonnements X. En particulier, il est mis en évidence une déformation importante de l'anion S-- dans le cristal Na#2S.


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  • Détails : 1 vol. (180 p.)

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : USG 10972
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