UTILISATION DE LA DYNAMIQUE MOLECULAIRE POUR SIMULER LA TEMPERATURE DE SURFACE DE PLATINE

Abstract

L’objet de ce travail est d’étudier, comprendre, et enfin utiliser la dynamique moléculaire pour calculer les propriétés thermodynamiques d’une surface solide de Pt. Il faudra donc examiner la possibilité d’utiliser les atomes fantômes qui permettent de contrôler la température de cette surface solide. On assumera que la surface solide consiste de trois couches d'atomes réelles de Pt, une couche de atomes fantôme en dehors de 3 couches réelles et une couche des atomes fixes. Les atomes fantômes modèlent la grande partie des atomes réels du solide. Et ces atomes sont reliés entre eux par des ressorts. La force d'interaction parmi les atomes de Pt est une force harmonique. Leur arrangement spatial suit le réseau cristallin FCC (111). D’autres métaux de même structure ont été testés. Les propriétés thermodynamiques de cette surface solide : l’énergie interne, l’énergie potentielle, l’énergie cinétique, la température et la pression sont calculées à partir d’un programme s’écrit en Fortran 90. On constate que ces propriétés sont des quantités fluctuantes. Ce phénomène de fluctuations est un processus naturel dû au mouvement continu de atomes du système et aux interactions harmoniques de chaque atome avec ces atomes voisins. Les positions et les vitesses de chaque atome sont continuellement changées. Lorsqu’on augmente le nombre des atomes, ces fluctuations diminuent de plus en plus grâce à l’augmentation des interactions entre les atomes. L’énergie interne du système est liée au nombre de atomes et à la température imposée c’est-à-dire toute augmentation de la température (où nombre du atomes) conduit à une augmentation de l’énergie interne et vice versa. La comparaison entre les résultats des différents métaux montre qui il n’existe aucune différence dans les différentes énergies et pression. Le Pt atteint l’équilibre rapidement que l’or et moins rapide que l’Aluminium, Iridium, Nickel, Cuivre et Rhodium. D’après cette étude, on remarque que la méthode de Langevin donne un bon résultat pour contrôler la température.