Prédiction des transitions à phase solide/solide
En demandant à n'importe qui de la rue ce qu'est la transition de phase (F-T), il répondra qu'il ne le sait pas. Cependant, tout le monde sait que le réchauffement de l'eau, dans certaines conditions, provoquera l'évaporation. Ou en hiver, la nuit (normalement), par exemple, que l'eau des routes gèle. Si vous vous en souvenez, les gens d'avant Bien sûr! dira, se réfère à la transformation de liquide à vapeur ou de liquide à solide. Oui. Mais ce ne sont pas les seules transformations qui se produisent dans la nature, par elles-mêmes ou par des causes humaines, c'est-à-dire entre les "états de la matière" (solide, liquide ou gaz). De plus, même si ces éléments sont importants, ils sont plus intéressants.
C'est le cas des types de transformation solide/solide (voir figure 1). Les F-T solides/solides sont très importants dans la technologie, car les changements dans la structure interne peuvent conduire à des phénomènes physiques technologiquement utilisables. Il est donc important de les analyser et dans quelles conditions elles apparaîtront. Pour cela, une analyse expérimentale est nécessaire. Et, sans analyser expérimentalement, dans quelles conditions les prédictions apparaîtront si possible ? Cela permettrait d'économiser beaucoup de travail (argent). C'est l'un des objectifs du projet que nous travaillons : Nous recherchons des conditions pour pouvoir prédire certains F-T.
Plusieurs méthodes ont été proposées pour la prédiction de F-T. Par exemple, l'étude réalisée par le trio Abrahams-Kurtz-Jamieson en 1968 a révélé la relation entre les déplacements des atomes applicables à certaines substances et le F-T. Les matériaux analysés étaient des ferroélectriques, et en appliquant cette relation on a trouvé ces dernières années une centaine de nouvelles substances ferroélectriques. La méthode consistait en pseudo-symétrie (voir figure 2). C'est la méthode que nous utilisons. Cependant, notre travail est systématique: nous utilisons l'information des bases de données des structures atomiques, et nous effectuons la recherche de pseudosymétrie en utilisant la théorie des groupes spatiaux. Cependant, la découverte de la pseudosymétrie n'implique pas nécessairement la recherche expérimentale de la F-T, mais la méthode prend en compte uniquement les conditions géométriques et non les conditions physiques. Nous parlons des candidats. Une fois les candidats désignés, une analyse expérimentale des substances sera effectuée afin de détecter l'apparition ou non du possible F-T annoncé.
Jusqu'à présent, nous avons travaillé avec trois groupes spatiaux: P212121, Pnma et I4/m. Au total, nous avons cherché la pseudo-symétrie dans 2.000 substances et avons proposé une centaine de nouveaux candidats.
En ce moment, nous étudions expérimentalement le troisième groupe. Nous parlons d'une seule famille de composés, la famille A2BB'O6, la double psedoperovskita appelée elpasolita (où A=Ba, M, B=Co, Ni, Fe, Zn, Cu, Mn, Mg, Ca, Cd, W=Mo, Te, W). Un total de 51 composés, dont 10 synthétisés. La technique DSC (calorimétrie par balayage différentiel) a été utilisée pour l'observation du F-T. Pour l'analyse des différentes phases, des mesures aux rayons X ont été effectuées.
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