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Compte tenu de l'ensemble des mécanismes mis en jeu, les propriétés électriques des matériaux polycristallins sont extrêmement dépendantes
de la texture et par conséquent de leur mise en forme. Aussi le développement de capteurs de gaz passe par une bonne maîtrise de ces corrélations.
Une partie de l'activité de l'équipe concerne l'établissement des relations entre ces trois domaines: mise en forme - texture - propriétés.
Le premier aspect est lié à la notion de grains et de joints de grains. La qualité des interfaces entre grains conditionne particulièrement le passage du courant électrique entre grains en modifiant
les hauteurs de barrières énergétiques aux joints de grains.
Nous avons réalisé plusieurs études de l'influence de la tailles des grains de poudres de SnO2et des conditions de pressage et de traitement thermique sur la conductivité électrique des
matériaux frittés compacts obtenus (figure 1 et 2).
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Figure 1 : Evolution des tailles de grains de SnO2(observations TEM)
avec la température de recuit (vert, 600, 1000, 1200°C) |
Figure 2: Conductance sous alcool (100 ppm dans l'air) de poudres de SnO2 frittées à 600°C (...), 1000°C (---) et 1200°C |
Lorsque l'on veut étudier des matériaux avec une granulométrie très fine (quelques nanomètres), un autre façon d'aborder ces problèmes consiste à
élaborer les matériaux sous forme de couches minces. En jouant sur les paramètres d'élaborations, il est alors possible d'étudier les corrélations directes entre tailles de grains et propriétés
électriques.
Toujours concernant le dioxyde d'étain, nous avons ainsi développé deux techniques de dépôt en couches minces, une par évaporation réactive d'étain sous
pression partielle d'oxygène, l'autre par CVD à partir d'un organométallique de l'étain.
On constate effectivement que l'on peut obtenir avec le même oxyde, des performances électriques très différentes selon la texture des couches (figure 3) et on montre en conséquence que cela présente
un certain nombre d'intérêts en matière de réalisation de capteurs de gaz.
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| Figure 3: Texture d'une couche mince de SnO2déposée par évaporation réactive d'étain sous PO2= 50 Pa. |
Figure 4: Evolution de la taille des grains de couches minces de SnO2 déposées par CVD / Influence des températures de dépôt et recuit |
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