Etude ab initio des surfaces d'oxydes de Pu. An ab initio study of plutonium oxides surfaces.

76 Pages·2008·1.7 MB·French

CEA-R-6162 ISSN 0429 - 3460
C O M M I S S A R I A T À L ’ É N E R G I E A T O M I Q U E
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D I R E C T I O N D E S S Y S T È M E S
RAPPORT
D ’ I N F O R M AT I O N CEA-R-6162
2007
CEA / SACLAY 91191 GIF-SUR-YVETTE CEDEX FRANCE
- Rapport CEA-R-6162 -

CEA/DAM – Ile-de-France
Département de Physique Théorique et Appliquée
Service de la Matière Condensée

ÉTUDE AB INITIO DES SURFACES D’OXYDES DE Pu

par

Gérald JOMARD, François BOTTIN,
Bernard AMADON

- Décembre 2007 -
RAPPORT CEA-R-6162 – Gérald JOMARD, François BOTTIN, Bernard AMADON

«Etude ab initio des surfaces d'oxydes de Pu»

Résumé - Ce rapport rassemble les résultats obtenus sur les surfaces de dioxyde de plutonium. Nous
avons étudié leur structure atomique ainsi que leur stabilité thermodynamique en fonction de
l'environnement extérieur. Ce travail a été réalisé au moyen du code de calcul de structure électronique
ABINIT. Nous avons montré dans une étude précédente, que la DFT ne permet pas de décrire
correctement le Pu pur et qu'il fallait aller au-delà (DFT+U) pour traiter proprement les corrélations. Les
oxydes de Pu étant eux aussi des systèmes fortement corrélés, nous montrons que la méthode DFT+U
permet de reproduire leurs propriétés électroniques et structurales avec le même jeu de paramètres (U,J)
que celui optimisé pour le Pu pur. Alors que la DFT prédit un comportement métallique, les oxydes PuO
2
et Pu O recouvrent un caractère isolant dans le cadre de la DFT+U. La restitution d'un gap est
2 3
primordiale dans la perspective de décrire la réactivité de ces surfaces, c'est à dire leur interaction avec
des espèces gazeuses. Cependant ces simulations de surface en DFT+U ne sont pas aisées à mettre en
œuvre : présence d'électrons f, de magnétisme et de corrélations fortes. Il nous a donc semblé judicieux,
dans un premier temps, d'étudier les surfaces de PuO en se limitant à un cadre DFT afin de se familiariser
2
avec ces systèmes. Les trois orientations de surface (110), (100) et (111) de la maille fluorine ont été
étudiées. Pour chacune de ces surfaces, nous avons envisagé plusieurs stœchiométries de la terminaison.
L'ensemble des résultats obtenus a été introduit dans un modèle thermodynamique qui nous a permis de
prédire les stabilités relatives des différentes terminaisons en fonction des conditions thermodynamiques :
température et pression partielle d'oxygène, p . A température ambiante, et pour une pression partielle
O2
p ~10 atm., c'est la terminaison polaire O -(100) qui est favorisée. La stabilisation d'une surface polaire
O2 2
stœchiométrique est surprenante et devra être confirmée en DFT+U.

2007 – Commissariat à l’Énergie Atomique – France

RAPPORT CEA-R-6162 – Gérald JOMARD, François BOTTIN, Bernard AMADON

«An ab initio study of plutonium oxides surfaces »

Abstract - By means of first-principles calculations, we have studied the atomic structure as well as the
thermodynamic stability of various plutonium dioxide surfaces in function of their environment (in terms
of oxygen partial pressure and temperature). All these simulations have been performed with the ABINIT
code. It is well known that DFT fails to describe correctly plutonium-based materials since 5f electrons in
such systems are strongly correlated. In order to go beyond DFT, we have treated PuO and β-Pu O in a
2 2 3
DFT+U framework. We show that the couple of parameters (U,J) that works well for pure Pu is also well-
designed for describing ground state (GS) properties of these two oxides. The major improvement with
respect with DFT is that we are able to predict an insulating GS in agreement with experiments. The
presence of a gap in the DOS (Density of States) of plutonium oxides should play a significant role in the
predicted surface reactivity. However, performing DFT+U calculations on surfaces of plutonium oxide
from scratch was too ambitious. That is why we decided, as a first step, to study the stability of the (100),
(110) and (111) surfaces of PuO in a DFT-GGA framework. For each of these orientations, we
2
considered various terminations. These ab initio results have been introduced in a thermodynamic model
which allows us to predict the relative stability of the different terminations as a function of temperature
and oxygen partial pressure (p ). We conclude that at room temperature and for p ~10 atm., the polar
O2 O2
O -(100) termination is favoured. The stabilization of such a polar stoichiometric surface is surprising and
2
should be confirmed by DFT+U calculations before any final conclusion.

2007 – Commissariat à l’Énergie Atomique – France
(cid:19)
Etude ab initio des surfaces d’oxydes de Pu
G. Jomard, F. Bottin et B. Amadon
20 novembre 2007
R(cid:19)esum(cid:19)e
Cerapportrassemblelesr(cid:19)esultatsobtenussurlessurfacesdedioxydedeplutonium.
Nous avons (cid:19)etudi(cid:19)e leur structure atomique ainsi que leur stabilit(cid:19)e thermodynamique
en fonction de l’environnement ext(cid:19)erieur. Ce travail a (cid:19)et(cid:19)e r(cid:19)ealis(cid:19)e au moyen du code de
calculdestructure(cid:19)electroniqueAbinit.Nousavonsmontr(cid:19)edansune(cid:19)etudepr(cid:19)ec(cid:19)edente,
quelaDFTnepermetpasded(cid:19)ecrirecorrectementlePupuretqu’ilfallaitallerau-dela(cid:18)
(DFT+U) pour traiter proprement les corr(cid:19)elations. Les oxydes de Pu (cid:19)etant eux aussi
des syst(cid:18)emes fortement corr(cid:19)el(cid:19)es, nousmontronsquela m(cid:19)ethode DFT+U permetdere-
produire leurs propri(cid:19)et(cid:19)es (cid:19)electroniques et structurales avec le m^eme jeu de param(cid:18)etres
(U,J) que celui optimis(cid:19)e pour le Pu pur. Alors que la DFT pr(cid:19)edit un comportement
m(cid:19)etallique, les oxydes PuO et Pu O recouvrent uncaract(cid:18)ere isolant dans le cadre de
2 2 3
la DFT+U. La restitution d’un gap est primordiale dans la perspective de d(cid:19)ecrire la
r(cid:19)eactivit(cid:19)e de ces surfaces, c’est a(cid:18) dire leur interaction avec des esp(cid:18)eces gazeuses. Ce-
pendant ces simulations de surface en DFT+U ne sont pas ais(cid:19)ees a(cid:18) mettre en oeuvre :
pr(cid:19)esence d’(cid:19)electrons f, de magn(cid:19)etisme et de corr(cid:19)elations fortes. Il nous a donc sembl(cid:19)e
judicieux, dans un premier temps, d’(cid:19)etudier les surfaces de PuO en se limitant a(cid:18) un
2
cadre DFT a(cid:12)n de se familiariser avec ces syst(cid:18)emes. Les trois orientations de surface
(110), (100) et (111) de la maille (cid:13)uorine ont (cid:19)et(cid:19)e (cid:19)etudi(cid:19)ees. Pour chacune de ces sur-
faces, nous avons envisag(cid:19)e plusieurs st(cid:27)chiom(cid:19)etries de la terminaison. L’ensemble des
r(cid:19)esultats obtenus a (cid:19)et(cid:19)e introduit dans un mod(cid:18)ele thermodynamique qui nous a permi
depr(cid:19)edireles stabilit(cid:19)es relatives desdi(cid:11)(cid:19)erentes terminaisons enfonction desconditions
thermodynamiques : temp(cid:19)erature et pression partielle d’oxyg(cid:18)ene, p . A temp(cid:19)erature
O2
ambiante, et pour une pression partielle p (cid:24)10 atm., c’est la terminaison polaire
O2
O -(100) qui est favoris(cid:19)ee. La stabilisation d’une surface polaire st(cid:27)chiom(cid:19)etrique est
2
surprenante et devra ^etre con(cid:12)rm(cid:19)ee en DFT+U.
mots-clefs : Calculs ab initio, Ondes planes, Pseudopotentiels, M(cid:19)ethode PAW,
Oxydes de Plutonium, Surfaces.
R(cid:19)esum(cid:19)e
By means of (cid:12)rst-principles calculations, we have studied the atomic structure as well
as the thermodynamical stability of various plutonium dioxide surfaces as a function
of their environment (in terms of oxygen partial pressure and temperature). All these
simulationshavebeenperformedwiththeAbinitcode.ItiswellknownthatDFTfails
to describe correctly plutonium-based materials since 5f electrons in such systems are
strongly correlated. In order to go beyond DFT, we have treated PuO and (cid:12)-Pu O
2 2 3
in a DFT+U framework. We show that the couple of parameters (U,J) that works well
for pure Pu is also well-designed for describing ground state (GS) properties of these
two oxides. The major improvement with respect with DFT being that we are able
to predict an insulating GS in agreement with experiments. The presence of a gap in
the DOS (Density of States) of plutonium oxides should play a signi(cid:12)cant role in the
predicted surface reactivity. However, performing DFT+U calculations on surfaces of
plutonium oxide from scratch was too ambitious. That’s why we decided, as a (cid:12)rst
step, to study the stability of the (100), (110) and (111) surfaces of PuO in a DFT-
2
GGA framework. For each of these orientations, we considered various terminations.
These ab initio results have been introduced in a thermodynimcal model that allows
us to predict the relative stability of the di(cid:11)erent terminations as a function of tem-
perature and oxygen partial pressure (p ). We conclude that at room temperature
O2
and for p (cid:24)10 atm., the polar O -(100) termination is favored. The stabilization of
O2 2
such a polar st(cid:27)chiometric surface is surprising and should be con(cid:12)rmed by DFT+U
calculations before any (cid:12)nal conclusion.
keywords : Ab initio calculations, Plane waves, Pseudopotentials, PAW method,
Plutonium oxides, Surfaces.
Chapitre 1
Introduction
Le plutonium et ses compos(cid:19)es sont des mat(cid:19)eriaux extr^emement r(cid:19)eactifs. Laiss(cid:19)e a(cid:18)
l’airlibre,lem(cid:19)etals’oxyderapidementetunecouched’oxydecoh(cid:19)erente(continueetnon
craqu(cid:19)ee)seformesurtoutelasurface.End(cid:19)epitdecettecoucheprotectrice,l’oxydation,
sousairseca(cid:18)temp(cid:19)eratureambiante,sepoursuitmaisa(cid:18)unrythmetr(cid:18)esfaible,limit(cid:19)epar
le ph(cid:19)enom(cid:18)ene de di(cid:11)usion de l’oxyg(cid:18)ene a(cid:18) travers la couche d’oxyde jusqu’a(cid:18) l’interface
oxyde-m(cid:19)etal [1,2].Lacin(cid:19)etique d’oxydationpassedoncparun(cid:19)etat transitoire, avec un
tauxd’oxydationparabolique,avantd’atteindreler(cid:19)egime stationnairecorrespondanta(cid:18)
une (cid:19)epaisseur constante d’oxyde d’environ 4 a(cid:18) 5 (cid:22)m [3]. La quasi-totalit(cid:19)e de cet oxyde
est du PuO . Le sesquioxyde Pu O , quasi-ind(cid:19)etectable, n’est pr(cid:19)esent qu’a(cid:18) l’interface
2 2 3
oxyde-m(cid:19)etal. La composition de la couche d’oxyde est fortement li(cid:19)ee aux conditions
thermodynamiqueseta(cid:18)lanaturedugaz auquelestsoumislem(cid:19)etal. Ainsi,sousairsec,
au dela(cid:18) d’une temp(cid:19)erature de 150(cid:14)C-200(cid:14)C, la majeure partie de la couche d’oxyde est
compos(cid:19)ee de Pu O , le dioxyde n’est pr(cid:19)esent qu’a(cid:18) l’extr^eme surface [1]. D’autre part,
2 3
lorsqu’un (cid:19)echantillon de Pu pr(cid:19)ealabalement oxyd(cid:19)e sous air est maintenu sous vide ou
sous atmosph(cid:18)ere inerte, le dioxyde se r(cid:19)eduit rapidement et une couche de Pu O se
2 3
forme [1].
Sousatmosph(cid:18)erehumide,Haschkeetco-auteursontobserv(cid:19)eunecorrosionacc(cid:19)el(cid:19)er(cid:19)ee
du Pu [2, 4, 5]. Leur interpr(cid:19)etation est qu’un oxyde PuO se forme sur la sur-
2+x
face ce qui a pour e(cid:11)et d’augmenter le gradient d’oxyg(cid:18)ene dans la couche d’oxyde
et favorise ainsi la di(cid:11)usion de l’oxyg(cid:18)ene vers l’interface oxyde-m(cid:19)etal [6, 7, 8, 5]. Par
XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) ils observent l’(cid:19)etat d’oxydation Pu(VI) et
leurs exp(cid:19)eriences de di(cid:11)raction de neutrons montrent que l’oxyg(cid:18)ene suppl(cid:19)ementaire
occupe les sites octa(cid:19)edriques vacants de la maille (cid:13)uorine. L’existence de cet oxyde
surst(cid:27)chiom(cid:19)etrique est sujet a(cid:18) controverse puisqu’a(cid:18) ce jour il n’a jamais (cid:19)et(cid:19)e observ(cid:19)e
exp(cid:19)erimentalement en exposant du dioxyde a(cid:18) l’O ou a(cid:18) l’ozone (deux gaz qui ont
2
pourtant un fort pouvoir oxydant) [9].
Au travers de ces diverses observations exp(cid:19)erimentales, on sent bien que la chimie
de corrosion du plutonium est le fruit d’une interaction complexe entre des facteurs
thermodynamiques, cin(cid:19)etiques et catalytiques. Haschke, Allen et Morales insistent
3
CHAPITRE 1. INTRODUCTION
sur la n(cid:19)ecessit(cid:19)e d’(cid:19)etudier ces comportements catalytiques a(cid:18) un niveau atomique a(cid:12)n
d’am(cid:19)eliorer nos connaisances et les interpr(cid:19)etations des r(cid:19)esultats cin(cid:19)etiques et autres
observations macroscopiques [1]. Ils rel(cid:18)event que dans ce but, il faut fournir des e(cid:11)orts
importants dans :
{ la caract(cid:19)erisation des processus d’absorption et des absorbats
{ la d(cid:19)e(cid:12)nition des r(cid:19)eactions de surface au niveau atomique
{ lad(cid:19)eterminationdesrelationsentrel’activit(cid:19)e catalytique dusolideetsastructure
(cid:19)electronique.
Dans ce travail, nous posons les bases de l’(cid:19)etude de la r(cid:19)eactivit(cid:19)e de surface des
oxydes de plutonium a(cid:18) l’(cid:19)echelle atomique. Avant d’en arriver la(cid:18) il est crucial de bien
comprendreles ph(cid:19)enom(cid:18)enes physiquesimpliqu(cid:19)es en proc(cid:19)edant par(cid:19)etapes. La premi(cid:18)ere
est (cid:19)evidemment de s’assurer de disposer d’un mod(cid:18)ele qui fournit une description ac-
ceptable du Pu m(cid:19)etal, de ses oxydes, de leurs surfaces et des diverses esp(cid:18)eces gazeuses
susceptibles d’interagir avec ces syst(cid:18)emes : mol(cid:19)ecules O , H , H O, CO , CO,...
2 2 2 2
Les actinides et leurs compos(cid:19)es, bien qu’ayant fait l’objet d’un grand nombre de
travaux th(cid:19)eoriques, demeurent encore des challenges pour la mod(cid:19)elisation. Cela tient
essentiellement au fait qu’ils poss(cid:18)edent des (cid:19)electrons 5f qui passent d’un caract(cid:18)ere
itin(cid:19)erant a(cid:18) fortement localis(cid:19)e le long de la s(cid:19)erie des actinides [10, 1, 11, 12]. Les oxydes
d’actinides l(cid:19)egers (ThO , UO et NpO ), par exemple, sont des isolants de Mott dans
2 2 2
lesquelsles(cid:19)electrons occupantlesorbitales5f sontfortementlocalis(cid:19)es surlessitesacti-
nides [13, 14]. Paradoxalement, dans les m(cid:19)etaux purs associ(cid:19)es, ces m^emes (cid:19)electrons 5f
poss(cid:18)edent uncaract(cid:18)ere plusitin(cid:19)erant et participenta(cid:18) la liaison chimique [10, 1,11, 12].
La forte localisation des (cid:19)electrons f dans les m(cid:19)etaux purs intervient pour les actinides
pluslourds,leplutoniumsetrouvanta(cid:18)lafronti(cid:18)ereentrecesdeuxcomportements.Nous
pouvons donc nous attendre a(cid:18) ce que les oxydes d’actinides lourds pr(cid:19)esentent encore
plus de localisation [13]. Une bonne description de leurs propri(cid:19)et(cid:19)es physiques devra
donc faire appel aux techniques d(cid:19)evelopp(cid:19)ees pour traiter les corr(cid:19)elations (cid:19)electroniques
fortes. Les m(cid:19)ethodes ab initio sont les m(cid:19)ethodes de choix pour prendre en compte
ces ph(cid:19)enom(cid:18)enes. Les approches conventionnelles telles que l’approximation de la den-
sit(cid:19)e locale polaris(cid:19)ee en spin (LSDA), ou celle des gradients g(cid:19)en(cid:19)eralis(cid:19)es (GGA) de la
th(cid:19)eorie dela fonctionnelle dela densit(cid:19)e (DFT), sont cependantinsu(cid:14)santes pourobte-
nir une description qualitative satisfaisante de la structure (cid:19)electronique des compos(cid:19)es
d’actinides. Plus sp(cid:19)eci(cid:12)quement, la LSDA comme la GGA, pr(cid:19)edisent que les(cid:19)etats fon-
damentauxdesoxydesUO ,PuO etPu O sontconducteursalorsqu’ilestclairement
2 2 2 3
(cid:19)etabli qu’ils sont isolants [15, 16, 17, 18].
Plusieurs corrections ont (cid:19)et(cid:19)e propos(cid:19)ees pour palier a(cid:18) cette d(cid:19)e(cid:12)cience de la DFT.
Parmicellesquiont(cid:19)et(cid:19)eappliqu(cid:19)eesauPuoua(cid:18)sescompos(cid:19)es,citonslam(cid:19)ethodeSIC(Self
Interaction Correction)[19,20],lam(cid:19)ethodeLDA+U[21,22,23,24]ouplusr(cid:19)ecemment
la m(cid:19)ethode DMFT (Dynamical Mean Field Theory) [25]. C’est cette derni(cid:18)ere qui
semble la plus justi(cid:12)(cid:19)ee th(cid:19)eoriquement. Elle est cependant extr^emement gourmande
en ressources informatiques et par cons(cid:19)equent reste encore limit(cid:19)ee a(cid:18) des syst(cid:18)emes de
quelques atomes (ce qui exclut son utilisation pour (cid:19)etudier les surfaces d’oxydes de
20novembre2007 4/72 E(cid:19)tudeabinitiodessurfacesd’oxydesdePu
CHAPITRE 1. INTRODUCTION
Pu). Pr(cid:19)ecisons qu’elle n’a, a(cid:18) ce jour, pas (cid:19)et(cid:19)e appliqu(cid:19)ee aux oxydes de Pu. B. Amadon
disposant de l’outil n(cid:19)ecessaire pour mener cette (cid:19)etude, nous avons pr(cid:19)evu de la r(cid:19)ealiser
prochainement [26].
Petit et co-auteurs, ont(cid:19)etudi(cid:19)e la structure(cid:19)electronique dusyst(cid:18)eme PuO avec la
2(cid:6)x
m(cid:19)ethode SIC-LSDA [19]. Ils ont montr(cid:19)e que dans le compos(cid:19)e st(cid:27)chiom(cid:19)etrique PuO ,
2
le plutonium est pr(cid:19)esent avec l’(cid:19)etat d’oxydation Pu(IV) correspondant a(cid:18) une couche
f4 localis(cid:19)ee. L’(cid:19)etat fondamental estisolant avec ungapde0.94 eV pourunordreferro-
magn(cid:19)etique. Ils trouvent que l’oxyde sur-st(cid:27)chiom(cid:19)etrique observ(cid:19)e exp(cid:19)erimentalement
parHaschke etal.[5]n’estpasstablecompar(cid:19)e a(cid:18)PuO a(cid:18)temp(cid:19)erature nulle.Lar(cid:19)eaction
2
PuO !PuO +1=2O est plus favorable que la r(cid:19)eaction d’oxydation inverse de 25
2:25 2 2
mRy. Ils pensent cependant que, selon les conditions de temp(cid:19)erature et de potentiel
chimique d’oxyg(cid:18)ene, il est concevable que l’oxydation devienne favorable (cid:19)etant donn(cid:19)ee
la faible barri(cid:18)ere d’(cid:19)energie calcul(cid:19)ee.
La m(cid:19)ethode LSDA+U n’a pas (cid:19)et(cid:19)e appliqu(cid:19)ee, a(cid:18) ce jour, aux oxydes de plu-
tonium bien que parall(cid:18)element, de nombreux travaux sur le Pu pur ont (cid:19)et(cid:19)e pu-
bli(cid:19)es [21, 22, 23, 24]. L’ensemble de ces (cid:19)etudes montre que lorsque les param(cid:18)etres
U et J sont correctement choisis, une description correcte des propri(cid:19)et(cid:19)es structurales
est obtenue. Le principal avantage de la SIC par rapport a(cid:18) la LSDA+U est qu’elle ne
contient aucun param(cid:18)etre d(cid:19)ependant du syst(cid:18)eme. Il est donc possible de traiter sur un
pied d’(cid:19)egalit(cid:19)e di(cid:11)(cid:19)erents compos(cid:19)es d’actinides. Cela n’est pas envisageable en LSDA+U
de part la pr(cid:19)esence des param(cid:18)etres syst(cid:18)eme-d(cid:19)ependant U et J. En revanche, ces deux
m(cid:19)ethodes conduisent a(cid:18) l’existence de minima locaux et il est relativement compliqu(cid:19)e
d’atteindre a(cid:18) coup su^r l’(cid:19)etat fondamental comme nous le discuterons dans le Chapitre
2.
R(cid:19)ecemment Prodan et al. ont montr(cid:19)e que la nouvelle g(cid:19)en(cid:19)eration des fonctionnelles
d’(cid:19)echangeetcorr(cid:19)elationhybrides,quiincluentunepartied’(cid:19)echangeexactHartree-Fock,
permettent de rem(cid:19)edier aux d(cid:19)e(cid:12)ciences des fonctionnelles conventionnelles (LSDA et
GGA) dans les mat(cid:19)eriaux a(cid:18) (cid:19)electrons fortement corr(cid:19)el(cid:19)es [18, 27, 13, 28]. Notons que
ce type de fonctionnelles n’a aucune justi(cid:12)cation ab initio. Les fonctionnelles hybrides
PBE0 [29] et HSE (fonctionnelle de Heyd, Scuseria et Enzerhof [30, 31]) sont ainsi
capables, sans aucun param(cid:18)etre d(cid:19)ependant du syst(cid:18)eme, de pr(cid:19)edire des param(cid:18)etres
structuraux, des gap d’(cid:19)energie, des propri(cid:19)et(cid:19)es magn(cid:19)etiques et des densit(cid:19)es d’(cid:19)etats en
bon accord avec les observations exp(cid:19)erimentales pour les oxydes a(cid:18) (cid:19)el(cid:19)ements f : CeO ,
2
Ce O , UO , PuO et Pu O . Ce type de fonctionnelle semble donc attractif, cepen-
2 3 2 2 2 3
dant, ilentra^(cid:16)ne unsurcou^tnonn(cid:19)egligeable entermesdetempsdecalcul parrapporta(cid:18)
la SICoua(cid:18) la LSDA+U[27]. Ilsemble donc encore illusoire de traiter des supercellules
de taille cons(cid:19)equente (telles que celles requises pour la simulation de surfaces) avec
ces fonctionnelles hybrides. Comme nous le montrerons dans la suite de ce rapport,
avec le code Abinit, nous disposonsd’unoutil performantpourd(cid:19)ecrire le Pupurdans
l’approche LSDA+U. La m^eme d(cid:19)emarche a (cid:19)et(cid:19)e appliqu(cid:19)ee aux oxydes de plutonium.
Dans la suite de ce rapport, nous montrerons que les param(cid:18)etres U et J adapt(cid:19)es au
m(cid:19)etal restent valides pour les oxydes ce qui nous permet d’(cid:19)etudier la r(cid:19)eactivit(cid:19)e des
surfaces de ces oxydes avec cette m(cid:19)ethode.
20novembre2007 5/72 E(cid:19)tudeabinitiodessurfacesd’oxydesdePu
CHAPITRE 1. INTRODUCTION
Ce rapport s’articule de la mani(cid:18)ere suivante. Dans une premi(cid:18)ere partie, nous
pr(cid:19)esenterons les r(cid:19)esultats que nous avons obtenus pour les oxydes \volumiques". Sous
air ou sous oxyg(cid:18)ene, et pour des temp(cid:19)eratures n’exc(cid:19)edant pas 150(cid:14)C-200(cid:14)C, les obser-
vations exp(cid:19)erimentales s’accordent sur la pr(cid:19)esence d’une couche (cid:19)epaisse de PuO (4
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a(cid:18) 5 (cid:22)m) en surface. Nous avons donc pris le parti, dans un premier temps, de nous
concentrer sur les surfaces de PuO . L’(cid:19)etude de ces surfaces sera ainsi abord(cid:19)ee dans la
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deuxi(cid:18)eme partie. Nous montrerons notamment quelles sont les terminaisons stables en
fonction de l’environnement en oxyg(cid:18)ene.
20novembre2007 6/72 E(cid:19)tudeabinitiodessurfacesd’oxydesdePu