La composition chimique comme sonde du pic de boson : densités d'états vibrationnels à basse fréquence calculées à partir des capacités calorifiques du silicium amorphe et de verres de silicates alcalins et d'oxynitrures

par Nicolas Richet

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Tanguy Rouxel et de Pascal Richet.

Soutenue en 2010

à Rennes 1 .


  • Résumé

    De mesures de capacités caloriques, nous avons calculé les densités d'états vibrationnels de verres par notre programme utilisant la méthode de Grayson-Smith et la procédure de Tikhonov, car nous aboutissions toujours à une équation linéaire irrésoluble. Nous avons comparé les densités d'états vibrationnels et capacités calorifiques des verres de silice et de silicates alcalins entre elles. Nous en avons déduit que les cations modificateurs gênent les mouvements alternatifs de tétraèdres de silicium et d?oxygènes qui sont à l'origine du pic de boson et que l'intensité de celui-ci dépend du degré de polymérisation de silice. Nous avons analysé le pic de boson d'aluminosilicates en partie nitrurés et celui de silicium amorphe. Nous avons confirmé que la présence d'oxygène au sein de tétraèdres de silicium et d?oxygènes provoque le pic de boson et que la présence d'azote dans un silicate réticule le réseau aluminosilicaté. La réticulation du réseau avec une proportion d'azote croissante a aussi été avérée. Enfin, nous avons remarqué une corrélation entre la vitesse du son transverse et la température du pic de boson.

  • Titre traduit

    Calculation of vibrational density of states from heat capacities : application to amorphous silicon, alkaly slicates and nitrous aluminous silicates of calcium and yttrium


  • Résumé

    From heat capacity measurements we have calculated vibrational densities of states of glasses thanks to our software using the Grayson-Smith method and the Tikhonov procedure which overcome an irresoluble linear equation. We have compared the vibrational densities of states of silicate and alkali silicate glasses. We have deduced that the boson peak depends on the polymerisation of silice and that it is lowered by the modifying cation which hampers the motions of the tetraedra of silicium and oxygen. We have analysed the boson peak of amorphous silicon and of nitrogenized aluminosilicates. We have confirmed that the presence of oxygen atoms in the silicate network is necessary to the existence of the boson peak and that the crosslinkage of the silicate network is increased by the substitution of nitrogen for oxygen. Finally we have remarked that there is a correlation between the shear sound velocity and the temperature of the boson peak.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-140 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 123-137

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2010/94
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