Les glaces vii et viii : etude structurale et vibrationnelle sous tres haute pression

Ices vii and viii : structural and vibrational study at high pressure

• Auteur / Autrice : ELODIE WOLANIN
• Direction : Philippe Pruzan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Deux phases de la glace h#2o ou d#2o existent au-dessus de 2 gpa : la glace vii cubique et desordonnee du point de vue des sites protoniques, et la glace viii quadratique et ordonnee. La transition viii-vii est une transition ordre-desordre de meme type que ce qui est rencontre dans les composes comme kh#2po#4. L'objet de cette these est l'etude structurale et vibrationnelle des phases vii et viii grace a l'utilisation de deux techniques : la diffraction x et la spectroscopie raman. Les mesures par diffraction x sur la phase vii ont ete menees sur poudre en dispersion angulaire avec detection par plaque image jusqu'a 130 gpa, et sur monocristal en dispersion d'energie jusqu'a 165 gpa. L'equation d'etat de la phase cubique a ainsi ete obtenue a 300 k avec une grande precision. Les problemes de contrainte uniaxiale et de texture sont discutes de facon approfondie. Un resultat fondamental est la mise en evidence de l'influence du desordre des sites du proton et du deuteron sur les equations d'etat de h#2o et d#2o respectivement. Des mesures de l'equation d'etat de la glace viii a 220 k et 180 k semblent indiquer que le coefficient de dilatation thermique de la glace est negatif en-dessous de 180 k. Les mesures en spectroscopie raman ont ete effectuees dans le domaine 2-130 gpa et 10-300 k. Les modes de vibration, internes et externes, ont ete suivis et la transition viii-vii observee. Les resultats, entierement nouveaux, sont analyses en fonction de la variable volume. Les comportements des frequences, des largeurs de mode et des intensites sont etudies, ainsi que les parametres de gruneisen. Les etapes du passage vers la phase x symetrique et ordonnee, de structure cuprite, sont discutees ; entre la phase viii ordonnee (ou la phase vii) et la phase x, il existe vraisemblablement un etat dans lequel les protons sont desordonnes le long des distances o-o.