Grande conférence iLM

Vendredi 19 Novembre 2010 à 14h00.

Naissance et comportement des dislocations dans les matériaux covalents simples Résultats récents à partir de calculs à l’échelle atomique

Laurent PIZZAGALLI
(Institut P’, CNRS UPR 3346, Université de Poitiers)



Invité(e) par
Olivier Pierre-Louis

présentera en 1 heure :

''Les dislocations sont des défauts étendus présents dans la plupart des matériaux cristallins massifs, et qui présentent la particularité d’être un des principaux acteurs de la déformation plastique. Elles ont été largement étudiés dans les métaux, pour des raisons évidentes de compréhension et d’amélioration de la tenue mécanique de ces matériaux, mais également pour des systèmes covalents simples tel que le silicium, la facilité à contrôler la pureté permettant d’y envisager l’étude approfondie des mécanismes élémentaires de la plasticité. Pour ces systèmes, il est désormais largement admis que les propriétés plastiques observées à l’échelle macroscopique sont intimement liées à la structure fine du coeur des dislocations, lequel reste un domaine encore difficilement accessible à l’expérience. La possibilité d’effectuer des simulations numériques à l’échelle atomique de ces coeurs est relativement récente, et a permis de revisiter considérablement les hypothèses communément admises dans ce domaine, ainsi que de découvrir certaines propriétés des dislocations jusqu’ici encore inconnues. Au cours de cet exposé, je présenterai des résultats récents concernant les dislocations dans le silicium, pris ici comme matériau modèle, ayant été obtenus grâce à des simulations numériques atomistiques de type dynamique moléculaire et ab initio. Après un bref résumé de l’état de l’art et de la problématique propre au domaine, je présenterai des résultats concernant la structure des coeurs de dislocation, ainsi que leurs différentes mobilités. La suite de l’exposé concernera ensuite la naissance des dislocations, un sujet d’étude important dans le contexte des propriétés mécaniques de nanostructures tels que les nanopiliers et les nanofils. Je montrerai entre autres l’existence d’un coeur de dislocation éphémère, c.-à-d. instable et n’existant qu’en mouvement. Ce résultat remet complètement en cause la façon d’aborder l’étude des coeurs de dislocations. Enfin, les résultats obtenus seront discutés dans le cadre de la transition fragile-ductile dans le silicium''