AGREGATS ICOSAEDRIQUES MULTICOUCHES : STABILITÉ ET MODES DE FORMATION

Résumé
La construction de modèles de particules à symétrie pentagonale est devenue une nécessité depuis que de telles particules ont été observées expérimentalement. La diversité des expériences qui sont à l'origine de ces observations conduit à poser la question du lien entre la stabilité et le mode de formation de ces particules. Nous avons entrepris l'étude de la relaxation complète des modèles icosaédriques multicouches comprenant jusqu'à 1000 atomes interagissant à travers un potentiel L.J.. Comme premier résultat, nous présentons la description du modèle de 3 couches (147 atomes) : les faces 111 sont convexes et la densité atomique s'accroît vers le coeur du modèle. D'autre part, dans notre expérience, des agrégats d'Argon sont produits au cours d'une détente en jet libre. L'étude in situ des agrégats par diffraction électronique nous permet une détermination précise de leur structure, du nombre d'atomes N qu'ils contiennent et de leur température. On trouve que pour N = 150, la structure est icosaédrique à 3 couches et la température 34 K. Cette température étant voisine de la température de fusion des agrégats de cette taille, on estime que la structure icosaédrique apparaît ici parce qu'elle est la plus stable pour ce nombre d'atomes.

Abstract
There is an increasing interest in building cluster models with pentagonal symmetry since such a symmetry has been found experimentally in small clusters. The range of the corresponding experiments is wide enough for one to look for a relation between stability and production conditions of these clusters. Studies are on work in our group concerning the complete relaxation of multishell icosahedral models which contain up to 1000 atoms interacting through a L.J. potential. The 3-shell icosahedron (147 atoms) is presented as a previous result : faces are convex and the atomic density is found to increase when going towards the center of the model. On the other hand, in our experiment, Argon clusters are produced during a free jet expansion. The electron diffraction study in situ of the clusters gives a precise determination of the structure, temperature and mean number N of atoms per cluster. In the case N = 150, the structure is that of a 3-shell icosahedron and the temperature is 34 K. As this temperature is close to the melting temperature of clusters of that size, we estimate that the icosahedral structure is found presently because it is the most stable one for such a cluster size.