Phases hexagonales dopees

Doped hexagonal phases

• Auteur / Autrice : Laurence Ramos
• Direction : Pierre-Gilles de Gennes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

La phase hexagonale dopee est la combinaison d'une suspension colloidale de particules magnetiques et d'une phase hexagonale lyotrope. La matrice hexagonale est un arrangement bidimensionnel de cylindres liquides apolaires dans un solvant aqueux. Nous montrons que le controle de la courbure spontanee de la monocouche via la force ionique de l'eau permet d'acceder a une tres large gamme de variation pour le diametre des cylindres. Des particules solides de taille nanometrique peuvent alors etre incorporees dans les cylindres des phases les plus gonflees. Nous avons explore les proprietes structurales, magnetiques et elastiques des phases hexagonales dopees. L'etude de la structure par diffusion des rayons x aux petits angles montre que la presence du colloide solide ne perturbe pas l'ordre cristallin du reseau bidimensionnel de cylindres. Les spectres montrent par ailleurs que les particules sont depletees des parois des cylindres. La repartition spatiale fortement anisotrope des grains magnetiques induit des comportements specifiques lorsqu'ils sont soumis a un champ magnetique : des instabilites de type cristal liquide sont observees a tres bas champ. Elles traduisent une reorientation des cylindres le long du champ et sont la signature d'un couplage fort entre les particules et la matrice lyotrope. Enfin nous explorons les proprietes elastiques des phases hexagonales dopees par des methodes statiques et dynamiques. L'analyse des textures observees en microscopie optique polarisante permet d'acceder a une longueur caracteristique de l'elasticite et montre que la presence du colloide durcit la phase hexagonale. D'autre part, les experiences de diffusion quasi-elastique de la lumiere effectuees sur des echantillons hexagonaux orientes montrent un couplage entre la diffusion brownienne des particules et un mode de relaxation des fluctuations de concentration en cylindres ; un modele hydrodynamique est propose qui rend compte de l'ensemble des resultats.