Structure and Dynamics of Ge-Se Liquids and Glasses under Pressure

par Can Yildirim

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Matthieu Micoulaut et de Jean-Yves Raty.

Soutenue le 22-09-2016

à Paris 6 en cotutelle avec l'Université de Liège. Faculté des Sciences , dans le cadre de École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris) , en partenariat avec Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (laboratoire) .

Le jury était composé de Jaako Akola, Tanguy Rouxel, Frédéric Decremps, Peter Schlagheck, Duy Nguyen.

  • Titre traduit

    La structure et la dynamique des liquides et des verres chalcogénures sous pression


  • Résumé

    Les verres de chalcogénure sont ont une grande importance dans des applications optoélectroniques, mais aussi pour leur réseau covalent qui leur procure une "variabilité structurale" accrue. Ce projet étudie des alliages Ge-Se et utilise l'association d'analyses dynamique moléculaire (AIMD), de simulations et de diffusion des rayons X afin de déterminer la structure et la dynamique des phases liquide et vitreuse sous pression. Les alliages de Ge-Se permettent la "formation de verre" sur une large gamme de conditions, ce qui permet de contrôler la rigidité du réseau en augmentant le nombre moyen de coordination en fonction de la teneur en Ge ce qui affectera les propriétés macroscopiques du matériau, comme la résistance au vieillissement, la dureté, la conductivité et la fragilité. Dans cette optique, nous étudions 10 compositions générées/calculées par AIMD, et 5 autres compositions déterminées expérimentalement (i.e par trempe ) couvrant les domaines transitions élastiques souple-rigide suivant les critères de stabilité isostatique de Maxwell. Dans le cas de l'état liquide, la comparaison au préalable des données de la expérimentale permet de valider les modèles structuraux, pour ensuite examiner la dynamique des liquides de Ge-Se à pression ambiante. En partant du postulat que la mobilité atomique du système décroit en devenant plus rigide, l'étude des coefficients de diffusion et de la viscosité à 1050 K a montré des anomalies flagrantes...


  • Résumé

    Among network forming glasses, chalcogenide glasses are of great importance not only for their optoelectronic applications, but also for the network structure that displays enhanced structural variability due to the covalent bonding network. In this project, we study the Ge-Se binary alloy as the target system in order to investigate the structure and dynamics of the liquid and glassy phases under pressure by using a combination of ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and X-ray scattering experiments...


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