Densites electroniques de metaux et d'alliage, etudiees par diffusion compton du rayonnement synchrotron

par KAI-JI CHEN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GENEVIEVE LOUPIAS.

Soutenue en 1997

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    La diffusion compton permet une etude detaillee de la densite electronique des materiaux. Les mesures etant menees dans l'espace des impulsions, cette methode constitue un test precis des fonctions d'onde calculees dans l'etat electronique fondamental. Ainsi est-elle tout a fait adaptee a l'etude des correlations electroniques dans les metaux. En effet, les profils compton mesures montrent un effacement de la discontinuite de fermi, lequel effacement est attribue aux correlations electroniques. Notre etude s'est axees en premier lieu sur des materiaux comme le sodium et de l'aluminium, remarquablement du fait de leur surface de fermi spherique et par un comportement electronique semblable a celui des electrons libres. Ainsi la comparaison est-elle plus aisee avec le modele de gaz d'electrons libres et les calculs de bande. Les experiences ont ete menees sur synchrotron au lure (orsay, france) pour al et na, puis a l'esrf (grenoble, france) pour al sur une ligne a tres haute resolution (id 16) permettant une etude plus fine de sa surface de fermi. Nous avons pu mettre en evidence experimentalement la presence de correlations electroniques dans l'etat fondamental, telles que decrites par le modele de daniel et vosko. Un accord entre la theorie, combinaison du modele de daniel et vosko et d'un calcul lmto, et l'experience a ete trouve meilleur que pour un calcul de bande n'incluant pas les correlations electroniques. Cependant, une construction de fonctions d'onde multielectroniques ameliorerait encore la description de la densite electronique dans l'espace des impulsions. En seconde lieu, notre attention s'est portee sur le chrome, puis le chrome dope au vanadium, dans le but d'une etude de la topologie de la surface de fermi liee a la propriete antiferromagnetique de cr. Une reconstruction de la surface de fermi a deux dimensions dans les plans (100) et (110) a ete realisee a partir d'un jeu de 12 profils compton directionnels obtenus sur la ligne high energy, ou id 15b, de l'esrf. La reconstruction a ete menee selon deux methodes, en collaboration avec un groupe japonais et un groupe anglais ; celle utilisee par les anglais est la methode de cormack, et celle utilisee par les japonais est la methode de transformation de fourrier directe. Ces resultats, compares aux mesures obtenues par les memes echantillons par annihilation de positons, revelent la complementarite de ces deux methodes pour une description fine de la densite electronique dans la totalite de l'espace des impulsions. Cependant, nous avons pu mettre en evidence une structure essentielle de la surface de fermi qui avait echappee a l'annihilation de positions. C'est a partir de cette structure qu'il est possible de suivre l'evolution de la densite electronique du chrome lors de la substitution d'atomes de chrome par des atomes de vanadium. L'etude de l'alliage au vanadium (cr70v30) permet de comprendre les modifications des proprietes magnetiques intervenant des l'ajout d'une quantite meme faible de vanadium.


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Informations

  • Détails : 122 P.
  • Annexes : 60 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : TH2014-013406
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