Étude galvanomagnétique de l'alliage semi-métallique Bi-Sb (4 at. % Sb) entre 77 K et 300 K

par Annabelle Demouge

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Sous la direction de Hubert Scherrer.

Soutenue en 1996

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Les alliages Bi-Sb sont des matériaux thermoélectriques performants entre 50 K et 250 K, mais leurs propriétés fondamentales sont mal connues, en particulier les concentrations et les mobilités des porteurs, ainsi que la structure de bandes. La présence de deux types de porteurs, électrons et trous, nécessite une étude galvanomagnétique. Nous avons élaboré des lingots de Bi-Sb (4 at. % Sb) par la méthode THM et découpe des échantillons monocristallins et homogènes pour les différentes orientations nécessaires aux mesures des douze coefficients du tenseur galvanomagnétique. Nous avons ensuite réalisé le montage permettant les mesures de magnétorésistivité sous faible champ magnétique entre 77 K et 300 K. Un modèle ellipsoïdal non parabolique à deux bandes et un programme de calcul ont été développés pour permettre d'atteindre les concentrations et les mobilités des porteurs. Les résultats obtenus montrent des concentrations de porteurs dans l'alliage croissant entre 77 K et 300 K de 0,6 10^23m-3 a 6,7 10^23m-3, ce qui traduit une augmentation de l'énergie de recouvrement dans le semi-métal et une énergie de fermi plus faible que dans le bismuth pur. Les valeurs des mobilités des électrons à 77 K sont: #1 220 m2/v. S, #2 < 1 m2/v. S, #3 130 m2/v. S, et pour les trous #1 60 m2/v. S et #3 <1 m2/v. S. L'angle d'inclinaison des ellipsoïdes d'électrons est voisin de 7 quelle que soit la température. Les facteurs de Hall et de magnétorésistance A et M des électrons restent proches de l'unité et montrent une dépendance énergétique modérée du temps de relaxation. Nous donnons enfin les équations permettant de déterminer la structure de bandes de l'alliage semi-métallique Bi#0, 96Sb#0,#0#4 entre 77 K et 300 K

  • Titre traduit

    Galvanomagnetic investigation of a BiSb semi-metallic alloy (4 at. % Sb) between 77 K and 300 K


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  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Annexes : 95 réf.

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  • Cote : 1996INPL040N
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