Composés inter-halogènes sous pression: étude des transformations structurales dans le monobromure d’iode sous forme dense

Abstract

La famille des composés halogènes et inter-halogènes représentent des solides moléculaires adoptant des phases denses communes avec des solides moléculaires diatomiques comme l’azote et l’hydrogène. Parmi les transformations structurales et électroniques induites sous haute pression et observées dans ces solides, on note, entre autres, la dissociation moléculaire et la métallisation. De plus, l’étude des phases denses de l’iode a permis récemment l’observation d’une structure cristalline possédant une modulation dite incommensurable, c’est-à-dire une modulation possédant une périodicité différente de celle de la structure cristalline, jetant ainsi une lumière nouvelle sur le processus de dissociation moléculaire dans les solides halogènes. Dans ce mémoire, on propose d’étudier les changements structuraux dans monobromure d’iode (IBr), un composé inter-halogène possédant des propriétés structurales semblables à celles de deux composés halogènes, soit l’iode (I2) et le brome (Br2) sous leur forme solide. Des expériences de diffraction des rayons X de poudres en utilisant un rayonnement synchrotron ont été réalisées à température ambiante sur l’IBr en variant la pression jusqu’aux environs de 60 GPa. La nature chimique particulière du composé IBr a nécessité la mise au point de techniques de chargement d’échantillon destinées à préserver l’intégrité chimique de la substance utilisée. On rapporte également l’observation d’une phase de l’IBr présentant une modulation incommensurable. Les phases observées dans l’IBr permettent d’établir des parallèles avec les phases denses rapportées dans I2 et Br2 par le biais d’un modèle phénoménologique décrivant la séquence structurale des solides halogènes sous forme condensée.