Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 631-636 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001205063100

Diffraction et ordre local dans les amorphes. Cas des neutrons thermiques

G. Tourand

DPh-G/PSRM - C.E.N. Saclay, B. P. n° 2, 91190 Gif-sur-Yvette, France

Abstract
The disordered amorphous systems have been of great interest for physicists and chemists for a long time before light was shed on the nature of the semiconductor-to-metal transition that occurs in these materials. The essential feature of these systems is the lack of periodicity in the solid state. Phenomenologically an amorphous material was defined as a system without any well-defined diffraction pattern. We shall attempt to give a more rigorous definition of the amorphous state. The pair distribution function g(r) will then be defined with respect to the structural properties, a knowledge of which is essential for a better understanding of amorphous systems. The information yielded by this function on the nature of the local order and its limitations due to the various approximations used will be discussed. The different experimental means available for obtaining the pair correlation function will be critically examined. Emphasis will be placed on thermal neutron measurements. Finally, we shall explain how the function g(r) used as a local order parameter is deduced from the experimental data (diffuse intensity).

Résumé
Les systèmes désordonnés amorphes ont commencé à susciter l'intérêt des Physiciens et des Chimistes bien avant la découverte de leurs propriétés de commutation d'un état semiconducteur à un état métallique. La caractéristique essentielle de ces matériaux est bien évidemment la non-périodicité à longue distance pour des systèmes à l'état solide. D'un point de vue phénoménologique, un amorphe était défini comme un corps ne présentant pas de spectre de diffraction fin. Nous tenterons de définir de façon plus rigoureuse cet état amorphe puis, dans le cadre des propriétés structurales, dont la connaissance est essentielle pour une meilleure compréhension de ces systèmes, nous rappellerons comment est définie la fonction de distribution de paire g(r). Nous montrerons quelles sont les informations que cette fonction permet d'obtenir pour la connaissance de l'ordre local, et quelles sont les limites de son utilisation en fonction des approximations utilisées. Nous examinerons ensuite brièvement les différentes méthodes d'investigation dont nous disposons pour obtenir cette fonction de corrélation de paire. Nous insisterons alors plus particulièrement sur le cas des neutrons thermiques en montrant la démarche suivie pour obtenir à partir de l'information expérimentale (intensité diffusée) la fonction de corrélation de paire g(r) que nous utilisons comme paramètre d'étude de l'ordre à courte distance.

PACS
6143E - Other amorphous solids.

Key words
Amorphous state structure -- Local structure -- Pair correlation function -- Radial distribution function -- Structure factors -- Phenomenological model -- XRD -- Neutron diffraction -- Thermal neutrons -- Theoretical study