Logo EMSE
Rechercher Aide du moteur de recherche
Accès Plan du siteNous contacterAccès
  Centres de formation et de recherche  SPIN
FrançaisEnglish
Accueil SPIN
Personnel
Formations
Thèmes de recherche
Départements scientifiques
MICC
PC2M
ProcESS
SIF
Partenaires
Publications
Service aux entreprises
Actualités
Contact webmestre
 

Phénomènes de transports électriques dans les solides
(Responsable : Christophe PIJOLAT)

  Influence de la texture et de la microstructure
sur les propriétés électriques
 
 

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).

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.

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
   

  Thèses de doctorat soutenues sur le sujet dans l'équipe
 
P. BREUIL (1989)
Elaboration de couches minces de dioxyde d'étain sensibles à l'action des gaz / Performances électriques et mécanismes réactionnels
   
S. VINCENT (1992)
Influence du prétraitement thermique sur les propriétés électriques du dioxyde d'étain polycristallin / Application à la détection du méthane
   
L. BRUNO (1994)
Elaboration et caractérisation de couches minces de dioxyde d'étain obtenues par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) / Relation entre propriétés structurales et électriques / Application à la détection des gaz
   
M.S. DUTRAIVE (1996)
Etudes des propriétés électriques du dioxyde d'étain / Nature des défauts et influence du mode d'élaboration
   

Notre écoleFormations Sciences et transfert de technologieAu service des entreprises Ouverture internationaleVie étudianteActualités
Mise à jour, le  30/01/07. haut