Thèse soutenue

Simulation numerique de dynamique moleculaire du perchlorate de potassium

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Auteur / Autrice : Frédéric Affouard
Direction : Philippe Depondt
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

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Le neopentane, les fullerenes et le perchlorate de potassium kc104 sont des cristaux moleculaires qui possedent une phase haute temperature dite plastique ou les centres de masse des molecules sont sur un reseau cristallin et les orientations sont dynamiquement desordonnees. Ils constituent des systemes modeles pour l'etude du desordre dans la matiere condensee. Nous avons simule un echantillon de perchlorate de potassium dans l'ensemble npt (nombre de particules, pression et temperature constants) avec des conditions aux limites periodiques, donc sans surface libre. L'utilisation d'ordinateurs a architecture massivement parallele, connection machine, a permis de simuler un systeme de grande taille (4096 molecules), sur des temps de plusieurs centaines de picosecondes. Les structures obtenues a la fois dans la phase haute temperature (cfc) et basse temperature (orthorhombique) sont compatibles avec les resultats experimentaux connus. Dans la phase plastique, on a montre que les correlations orientation-orientation entre deux ions perchlorate voisins pouvaient etre modelisees par des pseudo-spins antiferromagnetiques. Cette modelisation a permis de mettre en evidence un effet collectif de la dynamique orientationnelle. La fusion orientationnelle (c'est a dire la transition entre la phase basse temperature ou les orientations moleculaires sont fixees et la phase haute temperature ou elles sont liberees) a ete simulee en employant une technique de chauffage quasi-statique dans laquelle l'echantillon n'est jamais eloigne de l'equilibre. Une comparaison a ete faite avec un modele du mecanisme de transition