Propriétés structurales et électriques de nanocermets Bi-SiOx préparés par une nouvelle technique : le dépôt d'agrégats

par Jean-François Roux

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Bernard Cabaud.

Soutenue en 1995

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Bernard Cabaud.


  • Résumé

    Dans ce travail, nous proposons une nouvelle technique pour l'elaboration de nanoparticules metalliques de taille controlee noyees dans une matrice isolante: le depot d'agregats. Des nanocermets bi-sio#x ont ete prepares par depots simultanes d'agregats de bismuth et de molecules sio#x. Les agregats sont generes par une source thermique ou leur nucleation est assistee par un gaz porteur (ar ou he). Cette source permet d'obtenir des agregats dans une gamme de taille etendue et avec une faible dispersion de taille. Une etude en microscopie electronique a transmission montre que l'on conserve la taille des agregats du jet lors de leur depot en matrice, pour de faibles concentrations de metal. Ceci a ete verifie pour trois distributions de taille d'agregats differentes centrees sur 120 atomes (2 nm de diametre), 400 atomes (3 nm) et 1100 atomes (4 nm). On peut ainsi exercer un controle direct sur la distribution de taille des inclusions metalliques en jouant sur la taille des agregats libres. Contrairement aux techniques habituelles qui necessitent de faire croitre les grains de metal par un recuit, le depot d'agregats permet de synthetiser des cermets ou la taille des nanoparticules et la concentration de metal sont independantes. Nous avons egalement etudie la transition isolant-metal du systeme inhomogene bi-sio#x par des mesures electriques in-situ. Nous avons suivi l'evolution de la resistance des echantillons pendant le depot pour une concentration de metal fixee. Ces resultats ont ete interpretes dans le cadre de la theorie de la percolation. Nous retrouvons l'exposant critique de la conduction predit par cette theorie pour les systemes a trois dimensions tandis que le seuil de conduction est superieur au seuil theorique. Ceci a ete explique par des differences morphologiques entre les matrices modele et experimentale. En-dessous du seuil de percolation, la conduction se fait par tunnel entre les grains metalliques. Des etudes en temperature montrent que la conductivite suit alors la loi de mott pour les systemes desordonnes ou la conduction se fait par saut a portee variable entre etats electroniques localises. Enfin nous avons mis en evidence la possibilite de selectionner en taille les agregats du jet par un selecteur mecanique de vitesse. Ceci devrait permettre a l'avenir d'obtenir des cermets avec une distribution de taille des grains metalliques tres etroite

  • Titre traduit

    Structural and electrical properties of bi-sio#x nanocermets prepared by a new technique: the low-energy cluster beam deposition


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Informations

  • Détails : 1 vol. (109 p.-[11] f. de pl.)
  • Annexes : Bibliogr. pagination multiple [8] p.

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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