The structure and properties of fluorite crystal surfaces

Résumé
Les énergies, les tensions et les structures cristallographiques des surfaces (111) et (110) de CaF₂, SrF₂, BaF₂ et UO₂, ThO₂, PrO₂, PuO₂, CeO₂ sont calculées en utilisant un modèle de coquille ionique. Les énergies trouvées dans le cas de la surface de clivage (111) sont en bon accord avec les données expérimentales dont on dispose. Dans tous les cas, les valeurs des tensions superficielles correspondent à l'existence de contraintes de compression en surface. Les structures cristallographiques déterminées montrent que la relaxation augmente avec le rayon ionique et l'étude de la distorsion de la surface (110) met en évidence une différence qualitative entre CaF₂, SrF₂ et les autres cristaux étudiés.

Abstract
The surface energies, tensions and structure of the (111) and (110) surfaces of CaF₂, SrF₂, BaF₂ and UO₂, ThO₂, PrO₂, PuO₂, CeO₂ have been calculated using an ionic shell model. The surface energies for the natural cleavage plane (111) are compared with the available experimental data and agree well. The surface tensions indicate a compressive stress in both surfaces. The surface structures show increasing relaxation with increasing ion size and the rumpling of the (110) surface indicates a qualitative difference between CaF₂, SrF₂ and the other crystals studied.