J. Phys. France 51, 433-441 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:01990005105043300

Low frequency vibrational modes related to texture in silica aerogels

J. Pelous¹, J.L. Sauvajol², T. Woignier¹ et R. Vacher<sup>1

1</sup>  Laboratoire de Science des Matériaux Vitreux , F-34060 Montpellier Cedex 01, France
²  Groupe de Dynamique des Phases Condensées , F-34060 Montpellier Cedex 01, France

Abstract
Low frequency vibrational modes of silica aerogels have been investigated by Raman spectrometry. The position and lineshape of the peaks observed in the range from 5 to 30 cm-1 appear correlated to the initial preparation conditions and to the heat treatment responsible for the densification. The maximum frequency of the peak is proportional to the inverse of the constitutive particle gyration radius deduced from small angle neutron scattering. This gives a determination of the sound velocity inside these particles. Moreover, the temperature dependence of the spectrum for one sample demonstrates the harmonic character of the modes responsible for the peak.

Résumé
Les modes de vibration basse fréquence d'aérogels de silice ont été étudiés par spectrométrie Raman. La position et la largeur des pics observés dans l'intervalle de fréquence 5 à 30 cm-1 apparaissent corrélées aux conditions initiales de préparation et aux traitements thermiques de densification. La fréquence du pic est proportionnelle à l'inverse du rayon de gyration des particules, déduit des mesures de diffusion élastique des neutrons aux petits angles. Ceci permet une détermination de la vitesse du son à l'intérieur des particules. De plus, la dépendance en température des spectres démontre le caractère harmonique des modes responsables du pic.

PACS
6350 - Vibrational states in disordered systems.
8270G - Gels and sols.
7830L - Disordered solids.
6265 - Acoustical properties of solids.

Key words
acoustic wave velocity -- gels -- heat treatment -- neutron diffraction examination of materials -- Raman spectra of inorganic solids -- silicon compounds -- texture -- vibrational states in disordered systems