Proprietes structurales, electroniques et vibrationelles des verres silicates: comparaison entre dynamique moleculaire 'classique' et 'ab initio'.

Magali Benoit, Laboratoire des Verres Université de Montpellier II, Place E. Bataillon, 34095 Montpellier Cedex 5
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Mardi, 18 juin 2002, 10^h00
La simulation des materiaux amorphes necessite des moyens de calcul importants du fait de la taille des systemes, de la longueur de trajectoire et de la statistique requises pour representer le desordre structural. Les simulations de dynamique moleculaire classique permettent de decrire avec suffisamment de statistique des systemes desordonnes relativement simples, mais elles presentent une limitation principalement due au potentiel d'interaction dans certains cas: coexistence d'interactions de natures differentes (covalente et ionique, par exemple), conditions extremes de temperature et de pression etc. Il importe alors de disposer de moyens pour valider et/ou modifier ces potentiels. La dynamique moleculaire ab initio est basee sur un calcul des interactions entre les atomes a partir de la resolution de l'equation de Schrodinger pour les electrons du systeme. Elle permet - en principe - d'obtenir les interactions entre les atomes d'un systeme quelconque avec une tres grande precision et sans restriction sur les conditions de temperature, pression etc. Cette methode est evidemment beaucoup plus couteuse en temps de calcul et donc seuls des petits systemes et des trajectoires courtes sont accessibles.
Malgri ces inconvenients, il est possible, en combinant les approches `classique' et `ab initio', d'ameliorer la description de verres silicates, a la fois au niveau de leur structure locale et de leurs proprietes vibrationelles. Ces ameliorations peuvent nous permettre de mieux comprendre la nature des interactions mises en jeu dans ces systemes et de mieux cerner les defaillances de certains potentiels classiques communement utilises pour les decrire. Au cours de cet expose, je presenterai les resultats que nous avons obtenus en utilisant ce type d'approche pour l'etude de verres silicates simples (SiO2, Na2O-4SiO2) et plus complexes (CaO-Al2O3-SiO2).