Quelques aspects statiques, dynamiques et thermodynamiques des agregats

Some static, dynamic and thermodynamic properties of clusters

• Auteur / Autrice : Florent Calvo
• Direction : Pierre Labastie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

Nous avons developpe des methodes theoriques et de simulation pour etudier la structure, la thermodynamique et la dynamique d'agregats atomiques ou moleculaires. La methode d'histogrammes multiples a ete etendue a l'ensemble microcanonique. Nous avons montre que les agregats lj en doubles icosaedres presentent le phenomene de fusion de surface. La repartition hierarchique des isomeres sur les surfaces de potentiel des agregats (naf)#n se manifeste dans des transitions de phase multiples. Nous avons egalement developpe des methodes monte carlo d'echantillonnage preferentiel, pour accelerer la convergence des simulations d'agregats alcalins libres ou solvates. En calculant explicitement la densite d'etats microcanonique d'un agregat isole, nous avons par ailleurs montre qu'il etait possible de prendre en compte rigoureusement la conservation du moment cinetique dans des methodes mc. L'algorithme de croissance mc a ete teste dans les agregats moleculaires d'azote. Cet algorithme s'est avere peu efficace pour ces agregats ou une transition structurale entre polyicosaedres et icosaedres multicouches survient pour une taille de 42 molecules. En etudiant un modele d'agregats lj avec interaction a trois corps, nous interpretons ce seuil plus tardif que pour les agregats lj seuls comme resultant de l'anisotropie forte du potentiel moleculaire. Nous avons aussi voulu tester la pertinence des exposants de liapunov pour l'etude des transitions de phase dans les agregats. Nous avons montre que la coexistence induisait la continuite des variations de ces exposants avec l'energie. Enfin, nous avons etudie la possibilite de former des dimeres d'agregats par effets entropiques. A temperature nulle et sans rotation propre, na#1#6 n'existe que sous forme compacte triaxiale. En revanche, (ar#1#3)#2 presente un isomere a longue distance, qui reste stable jusqu'a la temperature d'environ 25 k. Cet isomere a pu etre forme au cours de simulations de collisions a moment cinetique fini.