Ordre local autour du germanium dans les verres du système SiO2-GeO2-B2O3-Na2O : étude par spectrométrie d'absorption X

Résumé En Fr

The local order around germanium is studied by EXAFS, in glasses belonging to the system Na2O-GeO2-B2O3-SiO2, and compared to that in glasses belonging to the simpler systems GeO2, GeO2-SiO2 and GeO2-Na2O. In vitreous GeO2 and glasses belonging to the system GeO2-SiO2, the derived Ge-O distance is characteristic for the GeO4 tetrahedron. A larger Ge-O distance was observed for glasses in the system GeO2-Na2O, indicating that some of the Ge atoms are octahedrally coordinated. Second nearest neighbours have been only observed for the vitreous systems GeO2 and GeO2-Na2O. Ge-O-Ge angles average 130° for these glasses, which is equal to the angle observed in crystalline U-GeO2. This indicates a tridimensional medium range order which extends beyond the shell of first nearest neighbours. The quaternary glass (GeO2-SiO2-B2O3-Na2O) was studied at different steps of phase separation ; the order extends only to the first oxygen shell. The Ge-O distances observed for this glass and for the GeO2-SiO2 system are nearly equal.

L'ordre local autour du germanium dans les verres à séparation de phase du système SiO2-GeO2-B2O3-Na2O a été étudié par EXAFS et comparé à celui observé dans des verres plus simples (GeO2 vitreux, binaires GeO2-SiO2 et GeO2-Na2O). Dans GeO2 pur et dans les binaires GeO2-SiO2, la distance Ge-O mesurée prouve que le germanium est uniquement en coordinance 4 et que le tétraèdre GeO4 est rigide. Au contraire, l'accroissement de la distance Ge-O dans le binaire GeO2-Na2O montre qu'une partie des atomes de germanium y est en coordinance 6. Une deuxième couche atomique n'est observée que dans les verres GeO2 pur et GeO2-Na2O ; elle traduit un angle Ge-Q-Ge bien défini et voisin de celui mesuré dans le cristal a-GeO2 (130°), ce qui indique un ordre tridimensionnel au-delà du tétraèdre de base. Un verre quaternaire étudié à différentes étapes du processus de séparation de phase ne montre qu'une seule couche Ge-O, avec un comportement proche de celui observé dans le binaire GeO2-SiO2.