Superconducteurs ioniques de structure fluorine : A) mesure de la conductivité ionique du fluorure de strontium : B) étude des propriétés thermodynamiques du fluorure de calcium par simulation numérique

by Georgios A. Evangelakis

Doctoral thesis in Physique

Under the supervision of Maurice Gerl.

defended on 1989

in Nancy 1 .

  • Alternative Title

    Supérionic conductors with the fluorite structure : A) Measurement of the ionic conductivity in strontium fluorite at high temperatures : B) Study of thermodynamic properties of calcium fluorite by numerical simulation


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  • Abstract

    Dans ce travail nous présentons les résultats d'une étude expérimentale de la conductivité ionique du fluorure de strontium, ainsi que ceux d'une investigation des propriétés thermodynamiques du fluorure de calcium dans le domaine de conduction superionique par simulation à l'aide de la dynamique moléculaire. Les mesures de la conductivité ionique du fluorure de strontium ont été effectuées à haute température (700-1350 K) en fonction de la fréquence du champ électrique utilisé (10 HZ-10 MHZ). Pour toutes les températures exploitées, nous avons trouvé une dépendance de la conductivité en fonction de la fréquence. L'analyse des résultats au moyen de diagrammes d'impédance complexe a montré que cette dépendance est due aux mauvais contacts entre l'échantillon et les électrodes. L'utilisation de ces diagrammes a permis de déterminer la conductivité intrinsèque du matériau. Des diagrammes d'arrhenius pour la conductivité nous avons pu déterminer les énergies d'activation apparentes pour les différentes régions de conduction. Celles-ci ne permettent malheureusement pas d'identifier les mécanismes atomiques de superconductivité ionique. La simulation par la dynamique moléculaire (DM) du fluorure de calcium a été effectuée en utilisant un potentiel d'ions rigides. Nous avons calculé la constante de diffusion, le facteur de structure, la chaleur spécifique, le déplacement quadratique moyen et leur variation en fonction de la température. Les résultats sont en bon accord avec l'expérience, ce qui justifie à postériori le choix du potentiel. En utilisant la DM hors d'équilibre dans la région de réponse linéaire, la superconductivité ionique du fluorure de calcium a pu être obtenue. Les calculs indépendants de la conductivité et la constante de diffusion, fournissent le rapport de Haven, HR 0. 34, dans la région supérionique. Cette valeur suggère que la superconductivité ionique de ce matériau est due à un mécanisme collectif et corrélé ce qui est confirmé par l'analyse des trajectoires des particules

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Informations

  • Details : 1 vol. (111 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 105-111

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  • Library : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
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