Archive dans 26 janvier 2021

Modélisation de nanoalliages à base de platine : Co-Pt, système emblématique de l’ordre, et Pt-Ag, système hybride entre ordre et démixtion

En raison de la forte corrélation entre ordre chimique et propriétés physiques, les nanoalliages à tendance à l’ordre sont particulièrement intéressants dans le domaine de la catalyse, du magnétisme, ou bien de l’optique. En réduisant la taille du système, c’est-à-dire, passant d’un alliage massif à un nanoalliage, de nombreuses questions émergent : l’ordre chimique est-il conservé? Quelle est la morphologie des nanoparticules? Quels sont la composition et l’ordre chimique en surface ? Quelle est l’évolution des propriétés avec la taille ? Cette présentation est consacrée à l’étude de deux systèmes, à la fois proches et différents par leur comportement : Co-Pt, système emblématique de l’ordre chimique, et Pt-Ag, système hybride présentant à la fois un ordre chimique et une tendance à la démixtion, ainsi qu’une forte tendance à la ségréga- tion. Afin de répondre à ces diverses questions, nous adoptons une approche semi-empirique à travers un potentiel à N-corps, permettant les relaxations atomiques, dans l’approximation du second moment de la densité d’états (SMA), couplé à des simulations Monte Carlo dans diffé- rents ensembles. Le potentiel SMA est ajusté, de manière à reproduire les propriétés volumiques et surfaciques, sur des calculs dérivants de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) ou bien sur des données expérimentales. Dans un premier temps, le diagramme de phase en volume des deux systèmes est déterminé par le modèle et comparé à l’expérience. Puis les surfaces de bas indices (111), (100) et (110) sont étudiées afin de vérifier l’inversion de ségrégation observée pour le système Co-Pt, où le Pt ségrège faiblement sur les surfaces denses (111) et (100) mais où nous observons un plan pur de Co sur la surface (110). Au contraire, le système Pt-Ag présente une forte ségrégation d’Ag sur les surfaces (111) et (100). Dans un second temps, des agrégats de morphologie octaèdre tronqué de différentes tailles (allant de 1000 à 10000 atomes) seront analysés en terme de composition chimique sur les différents sites inéquivalents (sommet, arête, facettes (100) et (111) et cœur) puis comparés aux systèmes de référence (surfaces, volume) sur toute la gamme de concentration. Pour le système Co-Pt, nous observons des structures ordonnées similaires à celles du volume pour le cœur et similaires à celles des surfaces pour les facettes. L’impact de la phase bidimensionnelle (√3 × √3)R30◦ propre à la surface, est d’autant plus important sur l’ordre chimique au cœur que la nanoparticule est de petite taille. Pour le système Pt-Ag, nous observons une importante ségrégation de l’Ag en surface, ainsi qu’un en- richissement de Pt en sous-surface, et la stabilisation de la phase ordonnée L11 au cœur. Cette structure peut apparaître en un seul variant ou bien en adoptant tous les variants possibles, conduisant ainsi à une structure en pelures d’oignon.

Confinés dans des nanotubes diélectriques, les colorants organiques gardent leur éclat

Des chercheurs et des chercheuses du LEM, du  LP2N, de Polytechnique Montréal et de l’Université de Montréal (Canada) sont parvenus à insérer des colorants organiques dans des nanotubes de nitrure de bore. Cette encapsulation protège efficacement les colorants organiques de l’environnement extérieur, aligne les molécules dans un état propice à l’émission de lumière et augmente leur photostabilité d’un minimum de quatre ordres de grandeur comparé aux mêmes colorants laissés libres.

Plus de détails sur le site de l’Institut de Physique (INP) du CNRS.  

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