Dynamique moleculaire de monocouches adsorbees sur des substrats metalliques et ioniques

par ARNAUD MARMIER

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de PAUL NGUYEN MINH HOANG.

Soutenue en 1998

à Besançon .

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  • Résumé

    Ce travail theorique concerne des phenomenes d'adsorption de monocouches moleculaires sur des substrats dielectriques et metalliques. La methode utilisee comporte deux etapes. La minimisation de l'energie d'interaction est utilisee pour determiner les configurations d'equilibre, l'energie d'adsorption et la corrugation. La simulation numerique permet de faire intervenir la temperature et de verifier la stabilite thermique d'une monocouche. Nous avons mis au point un code de dynamique moleculaire, adapte a l'etude des phases bidimensionnelles. Nous proposons un developpement explicite des potentiels, forces et moments de forces entre deux multipoles portes par des molecules de symetrie quelconque. Les resultats concernant les applications sont les suivants : l'experience montre que l'adsorption de petits atomes ou molecules sur bn presente de nombreuses similarites avec le graphite, a l'exception du krypton. Nous montrons qu'il est necessaire de modeliser les quadripoles de surface pour retrouver ce resultat. Dans le cas du systeme n#2/cu(110), nous mettons en evidence un nouveau type de structure en engrenage contenant sept molecules par cellule primitive. Nos calculs permettent de determiner la densite et de proposer des structures approchees (dont une ferroelectrique) pour les systemes complexes cf#4/cu(110) et cf#3ci/cu(110). L'eau s'adsorbe en une phase carree particulierement stable sur mgo. Pour des taux de couverture plus eleves, une bicouche hexagonale se forme sur la monocouche carree, bicouche qui se deforme en aggregat tridimensionnel au dela de 200 k. La derniere partie de ce memoire concerne la diffusion de molecules polluantes dans des films d'eau supportes par une surface. A l'aide de profils d'energie libre determines par dynamique moleculaire contrainte, nous montrons que le substrat perturbe le film d'eau par une structuration en couches paralleles et que globalement, la presence d'eau est un frein a l'adsorption de la molecule co#2.


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Informations

  • Détails : 235 P.
  • Annexes : 182 REF.

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