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Etudes microstructurales et propriétés piézoélectriques de couches minces Ln2B2O7 (Ln=Lanthanide ; B=Ti ou Zr) à structure pérovskite en feuillets ou pyrochlore frustrée

Jeudi 11 juin 2015 14:00 - Duree : 1 heure
Lieu : Salle "Remy Lemaire" K 223 (1er étage) bât. K de l’institut Néel/CNRS

Orateur : Sébastien SAITZEK (UCCS, Univ Artois)

Les oxydes Ln2B2O7 (avec Ln=Lanthanide et B=Ti ou Zr) présentent aujourd’hui une forte attractivité dans la communauté scientifique du fait de leur fort potentiel multifonctionnel. Cette famille de composés possède des propriétés catalytiques, optiques et piézo-/ferroélectriques. A titre d’exemple, ces derniers sont utilisés pour la dégradation de polluants de type COV en photo-catalyse. En optique, ils peuvent être employés comme matrice d’insertion pour des terres rares et permettre ainsi l’élaboration de nouveaux luminophores. Dans leur structure monoclinique, ces matériaux présentent également des propriétés piézo-/ferro- et pyro-électriques, avec une température de Curie significativement élevée (Tc∼1500°C). Cette caractéristique permet d’envisager des utilisations en milieux extrêmes, telles que la réalisation de systèmes Micro-/Nano-électromécaniques (M/NEMs) ou d’injecteurs piézoélectriques pour l’industrie automobile ou aérospatiale (fonctionnement à très hautes températures). Plus récemment, il a également été montré que cette famille pouvait présenter un caractère multiferroïque à température ambiante lorsque le site B est partiellement substitué par un élément de transition tel que Co, Fe, Mn, Cr [1].

Dans ce travail, nous présenterons la synthèse de films minces Ln2Ti2O7 par la technique d’ablation laser pulsé ou la méthode sol-gel en s’intéressant à la limite de stabilité des structures pérovskites en feuillets et/ou pyrochlores en fonction de la nature du substrat [2]. Nous montrerons la possibilité de synthétiser de nouvelles phases métastables Ln2Ti2O7 (avec Ln=Sm, Gd, Eu) présentant des propriétés ferroélectriques lorsqu’elles sont déposées sur des substrats à faible désaccord de maille par rapport à la structure des pérovskites en feuillets. Les résultats des caractérisations structurales réalisées par Diffraction de Rayons X Haute-Résolution (cartographies de l’espace réciproque, des figures de pôles ou ϕ-scan) et par Microscopie Electronique à Transmission seront présentés et discutés afin d’établir les relations d’épitaxie. Par ailleurs, les propriétés ferroélectriques seront présentées au travers d’études conduites à l’échelle locale par Microscopie à Force Piézoélectrique (PFM). Dans une dernière partie, nous étudierons les propriétés ferroélectriques de films minces de La2Zr2O7 présentant une structure de type pyrochlore frustrée [3]. Enfin, nous aborderons les propriétés multiferroiques de ces composés au travers des données bibliographiques récentes.

[1] G. Gong, Y. Qui, G. Zerihun, Y. Fang, C. Yin, C. Zhu, S. Huang, S. Yuan, Multiferroic properties in transition metals doped La2Ti2O7 ceramics, Journal of Alloys and Compounds, 2014, 611, 30–33.

[2] Z. Shao, S. Saitzek, P. Roussel, R. Desfeux, J. Mater. Chem., 2012, 22 (47), 24894 – 24901.

[3] S. Saitzek, Z. Shao, A. Bayart, A. Ferri, M. Huvé, P. Roussel, R. Desfeux, Journal of Materials Chemistry C, 2014, 2 (20), 4037 – 4043.

Contact : elsa.lhotel@neel.cnrs.fr

Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Institut Néel)
Nature évènement : (Séminaire)
Evènement répétitif : (Séminaire Magnétisme frustré)
Site de l'évènement : Polygone scientifique

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