Etude des propriétés thermodynamiques et structurales de films de CD₄, Ar et N₂adsorbés sur un substrat de symétrie carrée : L'oxyde de magnésium (100)

Abstract

Ce travail se situe dans le cadre des études de physisortion sur des poudres de surfaces de grande homogénéité. Jusqu’à présent les analyses ont été limitées à des supports de symétrie hexagonale. Notre recherche est une extension de ces études à un substrat de symétrie carré : l’oxyde de magnésium (100). Deux techniques ont été mises en œuvre dans la caractérisation thermodynamique et structurale que nous avons effectué des films de CH₄, Ar et N₂ adsorbés sur MgO (100) ; la volumétrie isotherme d’adsorption et la diffraction des neutrons respectivement. Les résultats obtenus présentant une grande originalité, ils se mettent en évidence de façon claire l’influence de ce nouveau type de support sur les propriétés thermodynamiques et structurales des phases bidimensionnelles (2) analysées. En effet nous avons observé : - une nouvelle structure (2D) ; le cristal (2D) de maille carré (CH₄/MgO). - une nouvelle phase (2D) ; la phase cristal liquide (2d) (Ar/MgO). La monocouche de Ar adsorbé sur MgO (100) présente une transition du type solide (2D) commensurable – solide (2D) incommensurable avec brisure de symétrie (rectangulaire centré, hexagonale compacte). La fusion de la phase commensurable P(2x3), qui est stabilisée par les canaux de la surface (100) de MgO, s’effectue en deux étapes : - à T ≈ 40 K il y a perte de l’ordre à longue distance dans la direction parallèle aux canaux (l’ordre imposé par les canaux dans la direction perpendiculaire ∆ est conservé). - à T ≈ 60 K, l’agitation thermique est telle que les atomes de Ar sortent des canaux. L’ordre à longue distance est perdu également dans la direction ∆. Le liquide (2D) normal apparaît. Les grandes lignes des diagrammes de phases (2D) des systèmes CH₄/Mg et Ar/MgO ont été déterminées.