Etude du spectre Raman de BaTiO3 dans les différentes phases : mécanisme des transitions de phase et origine des propriétés électro-optiques

par Khalid Laabidi

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Marc Fontana.

Soutenue en 1991

à Metz .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire de thèse s'articule autour de trois thèmes correspondant à des études entreprises sur le titanate de baryum (BaTiO3) dans des domaines de fréquences différents et qui impliquent la spectroscopie de diffusion Raman, la spectroscopie d'impédance complexe et l'effet électro-optique. Les propriétés dynamiques et le mécanisme des transitions de phase de BaTiO3 font l'objet de nombreuses controverses. Nos résultats de diffusion de lumière mettent en évidence l'existence d'un pic central relaxationnel anisotrope fortement dépendant de la température, à coté d'un phonon dont la fréquence décroît continument avec la température. Une description complète des quasi-modes est obtenue dans une certaine configuration en utilisant la théorie de Merten généralisée ou l'amortissement joue un rôle critique pour l'obtention d'un bon accord entre l'expérience et la théorie. Cette configuration a favorisé la détection d'un pic central anisotrope et son étude en fonction de la température au voisinage de la transition quadratique-cubique (Q-C). La seconde série d'expériences correspond à des mesures de la permittivité diélectrique entre 10 et 500 MHz et ce en fonction de la temperature. Ces mesures diélectriques sont ajustées grâce à un modèle comprenant un oscillateur et relaxateur haute fréquence et un relaxateur basse fréquence. L'excellent accord théorie-expérience, en fonction de la température et de la fréquence permet de décrire avec précision le relaxateur bf. Le relaxateur bf domine à la transition C-Q, puis sa contribution diminue pour les autres transitions, la transition orthorhombique-rhomboédrique (O-R) étant principalement et décrite par un oscillateur (mode mou). On passe donc d'une transition à caractère ordre-désordre à une transition à dominante displacive. Les résultats obtenus sont discutés et comparés à d'autres résultats reportés dans la littérature spécialement les mesures de reflectivité infra-rouge et les résultats résonance paramagnétique électronique. Ceci permet une description des propriétés de BaTiO3 sur une gamme de fréquence extrêmement large (1 MHz-30 THz). La dernière partie de ce mémoire est consacrée à la compréhension de l'origine physique des propriétés électro-optiques dans BaTiO3. Le poids de chaque contribution est évalué, ce qui permet de déduire que seul coefficient R42 dépend de la fréquence. Le modèle proposé permet de préciser la valeur des coefficients électrooptiques dans une large gamme de fréquence et de comprendre l'origine des valeurs élevées de R42

  • Titre traduit

    Study of the raman spectra of different phases of BaTiO3 : mechanisms of phase transitions and origin of electro-optical properties


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Informations

  • Détails : 1 vol. (216-[10] f.)
  • Annexes : Bibliogr. [10] f.

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