BLANC - Blanc

– PHASABINIT

Résumé de soumission

CONTEXTE SCIENTIFIQUE ET OBJECTIFS : La découverte récente d?une phase élastique intermédiaire entre les phases flexibles et rigides de verres formateurs de réseau a ouvert un nouveau champ d?investigation en physico-chimie des verres, riche en applications technologiques. Cette phase présente en effet des propriétés remarquables comme la quasi-absence de vieillissement dans la phase vitreuse, l?absence de contrainte au niveau microscopique, la densification de son réseau. De nombreuses questions théoriques et expérimentales demeurent pour comprendre la nature de cette phase. Ce projet a pour but de répondre à ces questions. Pour ce faire, nous nous proposons d?étudier par Dynamique Moléculaire Premiers Principes et par spectroscopie Raman et Infrarouge la structure et la dynamique vibrationnelle de liquides et systèmes vitreux dans les trois phases susmentionnées. Ceci dans le but de détecter et de caractériser les signatures au niveau microscopique de transitions de rigidité et de la phase intermédiaire. Cette étude est une première avec des objectifs originaux non encore abordés dans la littérature, car les simulations classiques ne permettent pas actuellement de décrire ces transitions pour des verres avec des potentiels effectifs. Les résultats de ce projet sont donc susceptibles d?ouvrir de nouveaux champs de recherche dans ce domaine. DESCRIPTION DU PROJET : Ce projet offre une complémentarité rare d?intérêts et de talents, avec des chercheurs ayant une expérience reconnue à l'échelle international dans le domaine des simulations (classique et ab initio) et de la spectroscopie des liquides, des verres et/ou des transitions de rigidité. Il vise à étudier par simulation et expérimentalement, pour des compositions variables, deux systèmes en particulier, un binaire Ge-Se et un ternaire Ge-As-Se, présentant l?un et l?autre une phase intermédiaire. Les partenaires (3) impliqués sont le LPTMC (Université Paris 6) à la pointe dans les outils de physique statistique et les méthodes de simulations vibrationnelles, l?IPCMS (Strasbourg) pionnier en matière de simulations ab initio de chalcogénures, et le CEMHTI (Orléans) qui possède une reconnaissance internationale concernant les études spectroscopiques à haute température. Le projet s?étalera sur trois ans avec des objectifs clairs (des étapes) pour chaque année. Nous comptons nous consacrer à la préparation des structures liquides at amorphes en tenant compte autant que possible des effets de relaxation structurale. Il est entendu que l'extension restreinte des intervalles de concentration typique de la phase intermédiaire nous conduira à prendre en considération des tailles de système défiant les limites actuelles des ordinateurs massivement parallèles. Cependant, grâce à l'expérience acquise sur les modélisation ab-initio des chalcogénures et à l'utilisation d'un schéma de calcul comportant une variation linéaire de l'effort avec la taille des systèmes, cet investissement sera non seulement réaliste mais parfaitement rentable et maîtrisable dans le développement du projet. Une des originalités de ce projet consiste à mener à bien des études en parallèle entre partie théorique et expérimentale portant sur l?aspect vibrationnel des liquides et amorphes, un des défis les plus importants étant de développer une synergie entre les différents partenaires et de développer une relation directe entre résultats expérimentaux et prédiction numérique. RESULTATS ATTENDUS : A terme, ce projet devrait fournir une caractérisation claire de la structure et de la dynamique de ces chalcogénures modèles en fonction de la nature de leur réseau : flexible, intermédiaire, rigide. C?est un sujet qui n?a encore jamais été abordé jusqu?ici et pour lequel il n?existe pas d?étude par simulation moléculaire. En phase liquide, nous comptons pouvoir analyser les spectres vibrationnels mesurés à partir des spectres simulés et proposer des scenarii structuraux pour expliquer les changements de régime spectroscopiques observés lors des changements de phase. Ce domaine des transitions de rigidité est riche en applications car de plus en plus de verres sont utilisés comme support pour l?écriture et le stockage de données ou dans les électrolytes solides. En dépit de ces applications, de nombreuses questions subsistent quant à la compréhension de la structure des ces systèmes et de leur comportement thermodynamique pendant leur formation. Ces questions se posent de manière accrue lorsque l?on considère les effets de composition chimique qui interviennent pour l?optimisation des performances. La connaissance de leurs propriétés structurales et vibrationnelle constitue donc un enjeu scientifique et technologique majeur. HISTORIQUE A L'ANR: Le projet PHASABINIT a été soumis au mois de février 2008 dans le cadre de la l'appel à projet ANR-Blanc en CSD Chimie. Il a été classé 3ème en liste complémentaire.

Coordination du projet

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Aide de l'ANR 0 euros
Début et durée du projet scientifique : - 0 Mois

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