Thèse soutenue

Propagation et atténuation du son dans la silice : étude par Spectroscopie Brillouin et acoustique picoseconde

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Simon Ayrinhac
Direction : Marie ForetBenoît Ruffle
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
Date : Soutenance en 2008
Etablissement(s) : Montpellier 2

Résumé

FR  |  
EN

Nous étudions la propagation et l'atténuation des phonons acoustiques dans la silice avec deux techniques, la diffusion Brillouin de la lumière et une technique acoustique picoseconde. L'étude Brillouin en fonction de la température (4 K-1300 K) combinée à une analyse des données de la littérature sur une large gamme de fréquence, montre que la friction interne (à 35 GHz) résulte de deux mécanismes principaux : l'interaction du son avec d'une part des défauts relaxants activés thermiquement et avec d'autre part les modes du bain thermique (anharmonicité). Une estimation quantitative du poids de chacun d'eux est proposée. Notre étude permet d'expliquer de manière quantitative le minimum observé à 50 K dans la vitesse et de déduire la vitesse non-relaxée. L'augmentation de cette dernière avec la température traduit le durcissement structural anormal de la silice. Une étude Brillouin en fonction de la pression (0-6 GPa) en cellule à enclumes de diamant révèle l'existence d'un pic d'atténuation intense en coïncidence avec le minimum observé dans la vitesse à 2 GPa. Nous montrons que ce dernier résulte principalement d'une modification structurale tandis que le pic d'atténuation semble associé aux relaxations activées thermiquement. Enfin, nous mesurons l'atténuation hypersonique à 250 GHz dans la silice pour la première fois avec une nouvelle technique acoustique utilisant des impulsions laser picoseconde. Nous montrons que dans cette gamme de fréquence le frottement interne est uniquement dû à l'anharmonicité. Cette technique ouvre la perspective de pouvoir observer pour la première fois le régime de forte atténuation des ondes acoustiques attendu dans la gamme sub-THz