THESE DE DOCTORAT DE L'UNIVERSITE PIERRE ET MARIE ...

Ch. 2 Raman des silicates amorphes
naturel. Au contraire dans la silice pure, où tous les oxygènes appartiennent à deux tétraèdres,
l’unité Si-O a souvent été utilisée par les physiciens (Galeener F.L., 1990). D’autres auteurs
préfèrent des unités Si-O-Si (Handke M. et Mozgawa W., 1993).
Le tétraèdre SiO 4 est une unité vibrationnelle de symétrie T d, et pour cette symétrie on
attend (selon la théorie des groupes) quatre modes de vibrations internes (tab. 2.1 et fig. 2.9) :
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Modes Symbole
Tab. 2.1 : Principales activités du tétraèdre SiO 4 avec la symétrie Td
(Lazarev A. N., 1972 ; Poulet H. et Mathieu J. P., 1976).
ν 2 , Type E
Déformation δ Si-O
Symétrie
Td
ν 1 , Type A
Elongation ν Si-O
Fig. 2.9 : Modes de vibration d’un tétraèdre SiO 4 isolé.
En Raman, les quatre modes sont actifs, mais le mode d’élongation symétrique ν 1 et le
mode de déformation symétrique ν 2 sont les plus intenses ; aussi nous verrons qu’en première
approximation dans le modèle des Q n seuls ces modes seront considérés sous les appellations de
ν SiO4 et δ SiO4. A ces modes internes s’ajoutent les librations et les modes externes de la maille
vibrationnelle.
Cas des verres aluminosilicatés
L’aluminium peut être considéré à la fois comme formateur et modificateur du réseau dans
un verre aluminosilicaté. Cela est dû au caractère fortement ionique de la liaison Al-O en
comparaison avec les liaisons covalentes Si-O. L’ion Al 3+ n’est pas une espèce formatrice du verre
du point de vue vibrationnel et contribue au réseau silicaté de la même façon qu’un cation
modificateur.
2.2.2 Comparaison silices vitreuses et amorphes
Nombre
d’onde (cm -1 )
de SiO4
Symétrie d’élongation ν1 ou νs A1 800-1000
Antisymétrie d’élongation ν3 ou ννas F2 900-1200
Symétrie de déformation ν2 ou δs E 400-600
Antisymétrie de déformation ν4 ou δas F2 500-700
Oscillation de vibration
rotationnelle
Oscillation de vibration
translationnelle
R’ 300
T’ 100-200
La silice se présente sous de multiples formes cristallines : quartz α et β, cristobalite α, β et
γ, trydimite, …dont la structure à base de tétraèdre SiO 4 liés entre eux par les atomes d’oxygène de
façon régulière forme un réseau tridimensionnel ordonné. La figure 2.10 compare les signatures