Modifications structurales de spinelles sous irradiation

• Main Author: Quentin, Alexis
• Language: FRE
• Published: Université de Caen 2010
• Subjects: [PHYS:COND] Physics/Condensed Matter; [PHYS:PHYS] Physics/Physics; Matériaux céramiques; Ions lourds; Rietveld; Méthode de; Rayons X – Diffraction; Matériaux Microscopie– Matériaux amorphes; Grand accélérateur National d'ions lourds (Caen); Matériaux non métalliques
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00549397; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/54/93/97/PDF/Manuscrit_thA_se.pdf

Ce travail concerne l'étude de matériaux de structure spinelle sous irradiations. Pour cela, des échantillons de ZnAl2O4 polycristallins et MgAl2O4 monocristallins ont été irradiés par différents ions lourds de hautes énergies. Les échantillons de ZnAl2O4 ont été étudiés par microscopie électronique en transmission ainsi que par diffraction des rayons X en incidence rasante et analyse Rietveld. Les échantillons de MgAl2O4 ont été étudiés en spectroscopie optique. Les résultats concernent principalement l'amorphisation et les modifications de la structure cristalline de ZnAl2O4, notamment l'inversion. Nous avons pu déterminer un seuil en pouvoir d'arrêt pour l'amorphisation, compris entre 11 keV/nm et 12 keV/nm, ainsi que la cinétique d'amorphisation, qui est une cinétique à multiples impacts. Nous avons étudiés par MET l'évolution de la fraction amorphe et avons mis en évidence un phénomène de nanopatterning. Concernant l'inversion, nous avons pu déterminer qu'elle se faisait via un processus d'impact unique, et que sa valeur à saturation n'atteignait pas celle d'une répartition aléatoire des cations. L'inversion et l'amorphisation possèdent des seuils de déclenchement en pouvoir d'arrêt différents, bien que très proches. L'amorphisation semble cependant être conditionnée par un préendommagement du matériau qui se traduit également par une inversion.