Ségrégation de surface et transition ordre-désordre. Une étude par simulation numérique du composé Cu₃Au

Résumé
Les simulations présentées reposent sur deux modèles de cohésion phénoménologiques à n corps. A température nulle, l'énergie des surfaces (100) et (110) est minimum pour un plan atomique terminal de composition mixte (50% Au), en accord avec les résultats expérimentaux. Le minimum d'énergie des surfaces (11n) est obtenu lorsque toutes les terrasses (100) ont également une composition mixte. La hauteur des marches et la largeur des terrasses sont alors doubles de celles d'une configuration standard de surface. Les profils de composition de la surface (100), déterminés en fonction de la température à l'aide de simulations Monte Carlo, confirment les résultats des calculs statiques. En dessous de la température critique de transition ordre-désordre (T_c), le premier plan de surface est fortement enrichi en or (≈50% Au) tandis que le second est très appauvri (≈100% Cu). Au-dessus de T_c, la composition d'équilibre des plans de surface converge vers la valeur de volume (25% Au) via un profil oscillant amorti. La portée de ces oscillations décroît quand la température augmente, en bon accord avec des expériences de diffusion de rayons X. Ces résultats sont comparés aux profils de composition de la surface (111) qui ne présentent pas d'oscillations.