Zoom Science - Phonons dans la glace VII et VIII : courbes de dispersion et désordre hydrogène - Février 2024

Les glaces VII et VIII sont les phases dominantes de l’eau solide car elles sont stables sur une énorme plage de pression, entre 2 et 50 GPa, et il n’est pas improbable qu’on les trouve à l’intérieur de quelques exoplanètes. En collaboration avec le CEA et l’ESRF, les chercheurs de l’IMPMC ont déterminé les courbes de dispersion de phonons de ces phases. Les phonons sont des excitations collectives des vibrations moléculaires. Ils gouvernent la capacité à stocker de la chaleur, la conductivité thermique, et pour les systèmes métalliques, la supraconductivité dite conventionnelle. C’est donc, après la structure cristalline, la propriété la plus importante pour caractériser un solide. Ces résultats sont remarquables car ils montrent l’effet du désordre protonique sur la dynamique de réseau. Ils mettent également en évidence l’existence des gaps dans la dispersion de phonons de la glace VII qui ne sont pas possibles si on se base sur la structure cristallographique moyenne.

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Référence

"Phonon dispersion and proton disorder in ice VII and VIII"

G. Radtke, S. Klotz, M. Lazzeri, P. Loubeyre, M. Krisch, S. Bossak

Physical Review Letters, 132, 056102 (2024)

Artcicle

Contacts

• Guillaume Radtke : Guillaume.Radtke(at)upmc.fr,
• Stefan Klotz : Stefan.Klotz(at)upmc.fr 

Légende 

Dispersion de phonons dans la glace VII obtenu par une combinaison de mesures rayons-x et calculs ab initio (bandes colorées). On note l’existence de gaps (flèches) dans la direction [111] (en haut) et entre Γet H (en bas). Les points blancs correspondent à des mesures sur monocristal. Les lignes blanches correspondent à un modèle classique « Born – von Kármán ».