Contribution à l'étude des effets à trois corps sur la structure et la thermodynamique des liquides surfondus et amorphes

par Yasser Kadiri

Thèse de doctorat en Physique et physicochimie de la matière et des matériaux

Sous la direction de Jean-Louis Bretonnet et de Noël Jakse.

Soutenue en 2001

à Metz .

  • Titre traduit

    Contribution to the study of the three body effects on the structure and thermodynamic of supercooled and amourphous states


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Le travail présenté dans cette thèse concerne l'étude des effets des interactions à trois corps sur les propriétés structurales et thermodynamiques durant les transformations liquide-liquide surfondu et liquide-amorphe. Pour réaliser cette étude nous avons utilisé la dynamique moléculaire qui est une méthode de simulation donnant accès directement aux propriétés physiques à partir des interactions. Ainsi, elle permet de tester à la fois les développements théoriques et les potentiels d'interaction par comparaison à l'expérience. Afin d'augmenter la précision des calculs, nous avons traité des systèmes à grand nombre de particules. Ceci a été réalisable dans des temps raisonnables en utilisant une version parallèle du code de la dynamique moléculaire avec une méthode de décomposition spatiale de la boîte de simulation. Notre étude a été appliquée tout d'abord aux gaz rares, c'est-à-dire à l'argon, au krypton et au xénon. Les interactions entre atomes, de nature bipolaire, sont décrites à l'aide du potentiel de paire d'Aziz et Slaman (AS) auquel on ajoute le potentiel à trois corps d'Axilrod-Teller (AT). Il est reconnu que ce modèle est très bien adapté à l'étude de ces systèmes. Le potentiel AT pouvant être découplé du potentiel AS nous avons pu mettre en évidence son influence dans les états liquide, surfondu et amorphe et sur la température de transition vitreuse Tg. En particulier, le potentiel AT a pour effet d'augmenter TG pour tous les gaz rares. Par ailleurs, son utilisation ne contredit pas la loi des états correspondants, ce qui confère un caractère universel au modèle AS+AT pour tous les gaz rares. Nous avons également entrepris l'étude du silicium liquide et surfondu et du germanium liquide à l'aide du potentiel de Stillinger-Weber (SW), qui contient une contribution à deux et à trois corps. Pour ces matériaux covalents, les interactions à trois corps sont prépondérantes et ne peuvent pas être découplées du potentiel de paire. Pour le silicium, nous avons modifié le paramètre de taille du potentiel SW, ce qui nous a permis de décrire avec une bonne précision la structure en surfusion, par comparaison avec les récentes expériences réalisées en surfusion. Nous avons pu montrer que l'apparition d'un double épaulement sur la fonction de corrélation de paire dans ces états doit être accompagnée d'une forte augmentation de la densité. Pour le germanium, nous avons modifié le paramètre du SW qui contrôle l'importance relative du potentiel à deux corps et de celui à trois corps, afin d'obtenir une bonne estimation du point de fusion. Cette nouvelle paramétrisation prédit correctement les propriétés structurales et ouvre la voie pour une étude plus complète de ce système

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Informations

  • Détails : 1 vol. (170 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 165-170

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