Alexis FRONT : Effets environnementaux sur la structure atomique des nanoalliages : une approche multi-échelle

Résumé :
Réduire la dimensionnalité d’un système implique généralement l’émergence de nouveaux
phénomènes physiques. Dans le cas des nanoparticules le fort ratio surface/volume et l’effet
de taille finie leurs confèrent des propriétés physico-chimiques différentes de celles des alliages
massifs. Malgré la multiplicité d’études disponibles, l’élaboration de nanoparticules parfaitement
définies reste un défi de taille pour l’application industrielle. Cela est d’autant plus vrai pour
les nanoalliages puisque leur caractère multi-composants impose une grande sensibilité de la
structure à l’environnement menant à un arrangement atomique parfois inattendu : ségrégation,
contraintes, présence d’impuretés sur les sites interstitiels du coeur ou en surface. Le développe-
ment d’un modèle théorique prédisant l’influence des effets environnementaux sur la structure
atomique serait une aide précieuse dans l’élaboration de nanoalliages controlés, et réciproque-
ment puisque la robustesse d’un modèle dépend des données expérimentales.
Je propose d’éclairer les mécanismes fondamentaux régissant la structure atomique du couple
nanoalliage/gaz, par l’intermédiaire de deux systèmes : Pt-Ag représentatif des alliages des mé-
taux de transition (tendance à l’ordre et tendance à la démixtion) et In-Pd représentatif des
alliages intermétalliques (phases complexes du côté riche en In). Ces deux systèmes seront mis
en contact avec du dihydrogène et du dioxygène, gaz présents lors des conditions expérimentales.
Dans un second temps, j’étudierai la cinétique des transformations de phase du couple nanoal-
liage/gaz, notamment d’un état initial hors équilibre à un état à l’équilibre thermodynamique.
Dans ce projet, les deux systèmes seront traités par une approche multi-échelle alliant méthodes
ab initio et modèle atomistique.