Compétition Janus/Cœur-Coquille



Dans les nanoalliages AB à tendance à la démixtion, la séparation de phase se traduit le plus souvent par l’apparition d’une des deux nanostructures d’équilibre suivantes : la configuration cœur-coquille (CC) où l’élément ségrégeant à la surface forme une coquille entourant le cœur constitué de l’autre élément et la configuration dite Janus, où la nanoparticule présente deux faces, l’une liée à un hémisphère riche en A et l’autre à un hémisphère riche en B.






A l’heure actuelle, il n’existe pas d’analyse détaillée des différents facteurs régissant la compétition entre ces deux structures. Parmi ceux-ci, citons la température, la concentration et la taille des nanoparticules, ainsi que les paramètres énergétiques tels que les énergies de surface des constituants et les énergies d’interface intervenant dans les deux structures.

On considère le cas plus simple des nanofils alliés AcB1-c. la stabilité relative des deux structures pour un nanofil de N atomes est régie par :

- un facteur énergétique ; ainsi à T = 0 K, la phase Janus est plus stable si où régit l’énergie d’interface et est relié à la différence des énergies de surface ;

- un facteur entropique, la configuration Janus n’ayant que deux réalisations, alors que la phase CC, avec A aux extrémités par exemple, en a N c - 1.





Ainsi, pour  = 0, la phase Janus est plus stable à basse température et la phase CC l’emporte à plus haute température . La température de transition (traits continus) est d’autant plus basse que la longueur de la chaîne est grande.


La transition Janus  CC a toujours lieu à des températures inférieures à la température critique Tc caractéristique de la prépondérance des états désordonnés (traits tiretés).