Élaboration de monocristaux de la solution solide Bi40Te54Se6 par les méthodes Bridgman et "travelling heater method" : influence de la méthode d'élaboration sur les propriétés thermoélectriques

par Daniel Perrin

Thèse de doctorat en Science et génie des matériaux

Sous la direction de Stanislas Scherrer.

Soutenue en 1995

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

Le président du jury était Amand George.

Les rapporteurs étaient Robert Triboulet, Philippe Schlicklin.


  • Résumé

    Ce travail porte sur la croissance cristalline et la caractérisation de la solution solide Bi40Te54Se6 de type n, dopée au brome ou avec excès de tellure, afin de connaitre les paramètres essentiels qui influent sur les propriétés thermoélectriques. L’étude de lingots cristallisés par la méthode Bridgman-Stockbarger a mis en évidence une inhomogénéité en composition, mais a permis de définir les coefficients de distribution du brome et du tellure en excès. Dans le but d'améliorer l'homogénéité et la qualité cristalline des lingots, nous avons effectué à partir d'un germe, la croissance par la méthode Travelling Heater Method (THM) de monocristaux non dopés. Pour cela, nous avons complété le diagramme de phase ternaire, du coté riche en tellure, en déterminant la courbe d'isoconcentration correspondant à la composition de la solution solide étudiée. Des échantillons T. H. M. Sont amenés à la composition du solidus par des recuits de saturation en tellure entre 565 et 588°C. La ligne solidus est exprimée en terme de concentration de porteurs en fonction de la température de recuit. La caractérisation de ces échantillons, par mesure du coefficient de Seebeck, de la résistivité électrique et de la conductivité thermique nous a permis de déterminer le facteur de mérite maximal: 2,7. 10-3 K-1. Des lingots T. H. M. Homogènes, dopés au brome et de très bonne qualité cristalline ont également été élaborés. Le facteur de mérite est égal à 2,9. 10-3 K-1 pour 10^19 atome de brome par cm3. Cette étude a montré l'intérêt de la méthode T. H. M. Pour effectuer la croissance de solutions solides ternaires dont la composition est bien définie du point de vue thermodynamique

  • Titre traduit

    Elaboration of the Bi40Te54Se6 single crystalline solid solution by the Bridgman and the travelling heater methods : influence of the growth on thermoelectric properties


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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Annexes : 99 réf.

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