Simulation numérique de nanoalliages ou alliages bimétalliques de dimension réduite: des surfaces aux agrégats. – Sim-Nana

Les agrégats, grains de matière caractérisés par un rapport surface/volume particulièrement important, sont très attractifs pour les applications où la surface joue un grand rôle, comme en catalyse. Plus récemment, ils ont été perçus comme une des briques élémentaires des nanotechnologies, élargissant leur domaine d’application au magnétisme (stockage de l’information) et à l’optique (bio marqueurs). Si l’étude des agrégats s’est initialement attachée au cas de particules mono-métalliques, il est vite apparu que les agrégats bi-métalliques étaient porteurs de beaucoup plus d’applications, à l’instar des matériaux massifs : en effet, la richesse de la métallurgie est d’avantage fondée sur les alliages que sur les métaux purs. L’utilisation d’agrégats bi-métalliques est conditionnée par la maîtrise de la répartition des constituants en leur sein. Ainsi, le phénomène de ségrégation superficielle, qui se traduit par l’enrichissement de la surface en l’un des éléments d’alliage, prend une importance considérable dans les agrégats où le nombre de sites de surface est comparable à celui des sites de coeur, conduisant notamment aux systèmes dits « coeur/coquilles ». De même la nature de l’ordre chimique et son couplage avec la structure atomique qui peut s’écarter de la symétrie de volume (symétries quasi-périodiques) trouvent dans ces systèmes un intérêt tout particulier. Or, si la ségrégation superficielle et les alliages de surface ont fait l’objet de nombreux travaux théoriques dans les alliages semi-infinis, il n’en va pas de même pour les agrégats où les études fondamentales qui pourraient dégager des comportements généraux restent encore rares. L’ambition de ce projet est d’aboutir d’une part à l’établissement de diagrammes de phases d’équilibre en fonction de la taille des nanoalliages et d’autre part à la description cinétique de la croissance de ces objets pour maîtriser les conditions d’élaboration au niveau expérimental. Le problème posé est crucial autant d’un point de vue fondamental qu’au niveau des potentialités technologiques de ces nano-objets.