Chapitre 3. Effets de couches dans les agrégats métalliques

Dans ce chapitre nous allons aborder des propriétés spécifiques liées aux effets de taille dans les agrégats métalliques. Les métaux sont des matériaux où les électrons sont délocalisés. De plus on supposera que dans un certain régime de taille, les agrégats sont pratiquement sphériques et peuvent être décrits dans le modèle de la goutte. Dans un autre régime de taille (les grandes tailles) la géométrie liée à la structure d’équilibre des agrégats va jouer un rôle important. Nous reviendrons au cours de ce chapitre sur les raisons de ces approximations Dans la première partie nous allons nous intéresser au modèle de la goutte dans lequel les « anomalies » de stabilité en fonction de la taille sont dues aux propriétés des électrons et notamment au fait que ce sont des fermions. Pour cela on peut se rapprocher du concept de « nombres magiques » développé par les physiciens nucléaires pour les systèmes fermioniques. En physique nucléaire, un nombre magique est un nombre de protons ou de neutrons pour lequel un noyau atomique est particulièrement stable. Dans le modèle en couches décrivant la structure nucléaire, les nombres magiques correspondent à un arrangement en couches dites complètes. Dans le cas des agrégats, les nombres magiques ont deux origines, une origine « électronique » liée aux systèmes fermioniques et une origine purement « géométrique » liée à la forme d’équilibre. Naturellement cette division est arbitraire puisque la liaison électronique est aussi responsable de la forme d’équilibre…