Etude structurale de B2O3 à l'aide de simulations de dynamique moléculaire incluant des potentiels polarisables

Axe 5 - Matériaux en conditions extrêmes
Thèse d'Axelle BARONI
Thèse soutenue le 10 septembre 2015 à 14 h
INSP
Salle 317 - Barre 22-23 - 3e étage
4 place Jussieu - 75005 Paris
Laboratoires Coporteurs
- Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée
Porteur de projet : Matthieu Micoulaut - Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie
Co-encadrant : Guillaume Ferlat
Résumé
Le trioxyde de bore, B2O3, est l'archétype du système formateur de verre avec une unité structurale de base trigonale sous conditions ambiantes. Cette propriété confère à ce système un arrangement particulier à moyenne portée: les unités trigonales s'organisent en phase vitreuses en unités superstructurales appelées anneaux de boroxol. A l'aide de simulations de dynamique moléculaire incluant des potentiels polarisables paramétrés sur des simulations ab-initio, nous avons étudié les transformations structurales de B2O3 dans les phases vitreuse, liquide et cristalline. Nous avons suivi le changement de coordinence des atomes de bore sous une augmentation de pression et la disparition des anneaux, présents sous conditions ambiantes, sous haute pression et haute température. Les résultats obtenus par nos potentiels sont en bon accord avec des mesures expérimentales de diffraction de neutrons et de diffraction des rayons-X. Il font partis des meilleurs potentiels existant dans la littérature à ce jour pour décrire la structure de B2O3.
Publications
- Anita Zeidler, Kamil Wezka, Dean A. J. Whittaker, Philip S. Salmon, Axelle Baroni et al.
Density-driven structural transformations in B2O3 glass
Physical Review B : Condensed matter and materials physics, American Physical Society, 2014, 90 (2), pp.024206.
Doi : 10.1103/PhysRevB.90.024206
Ref Hal : hal-01093411v1 - O. L. G. Alderman, G. Ferlat, A. Baroni, M. Salanne, M. Micoulaut et al.
Liquid B2O3 up to 1700 K: x-ray diffraction and boroxol ring dissolution
Journal of Physics: Condensed Matter, IOP Publishing, 2015, 27 (45), pp.455104
Doi : 10.1088/0953-8984/27/45/455104
Ref Hal : hal-01502196v1
Conférences, séminaires
- 2013
poster session at the 12th Non-Crystaline Matérials conference (Trento) - 2013
20 minutes oral presentation at the 7th Internation Discussion Meeting on Relaxations in Complex Systems (Barcelone) - 2014
20 minutes oral presentation at the Glass and Optical Materials Division (Aix-La-Chapelle) - 2014
20 minutes oral presentation at the Borate and Phosphate Conference Glasses (Prague)
Egalement dans la rubrique
- Etude de la structure locale d'oxydes alcalins par diffusion Raman des rayons X
- Exploring the phase diagram of electrolyte solutions under extreme conditions
- L'Iode et le Xénon dans les magmas : Deux comportements différents
- Les mélanges (NH3/H2O) sous conditions extrêmes : une nouvelle voie pour l’élaboration de phases ioniques et superioniques « mixtes » ?
- Nanomatériaux à base de bore sous conditions extrêmes
- Partage du souffre et du platine entre un réservoir silicaté lors de la formation du noyau terrestre
- Propriétés magnétiques des supraconducteurs non conventionnels epsilon-Fe, FeSe, et Ca2CuO2Cl2 étudiés par diffusion des rayons X et des neutrons
- Reproduction expérimentale d'analogues de séismes mantelliques par déshydratation de l'antigorite et comparaison à des pseudotachylites naturelles
- Sound wave propagation and thermal relaxation in Fe and Fe-alloys at extreme conditions
- Synthèse de matière organique analogue à celle des météorites carbonées
- Theory of X-ray circular dichroism and application to materials under pressure
MATISSE en chiffres
- 4 disciplines : Chimie, Physique, Sciences de la Terre, Patrimoine
- 400 permanents
Contact
Direction
Florence Babonneau
Administration
Communication
Emmanuel Sautjeau