Ion dynamics in the superionic conductors

par FILIP KADLEC

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Gervais.

Soutenue en 1997

à Orléans .

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  • Résumé

    La dynamique de reseau de plusieurs types de conducteurs superioniques cristallins a ete etudiee par spectroscopie infrarouge (ir) et diffusion (inelastique et diffuse) de neutrons. Trois familles de composes ont ete analysees : a. Fluorines dopees, conducteurs de fluor, (baf 2) 1 - x (rf 3) x, ou r = nd, la ; b. Le conducteur protonique cs 5h 3(so 4) 4. Xh 2o (pchs) ; c. Zircone stabilisee a l'yttrium (ysz), conducteur d'oxygene. A. Dans les fluorures, les atomes dopants forment des clusters de defauts. Les mesures ont confirme la presence de modes localises autour des clusters, dont l'existence avait ete proposee. Dans baf 2-laf3, un comportement inhabituel a ete detecte : la diminution de l'amortissement ir a l'echauffement. La diffusion inelastique de neutrons a revele que les ions mobiles engendrent souvent une contribution quasielastique dans les spectres. Dans le systeme dope au la, cette composante devient inelastique a un point precis de la zone de brillouin. Ceci a ete explique par une distance caracteristique entre les clusters qui sont en interaction avec les ions mobiles. Dans les donnees de diffusion diffuse de neutrons il a ete possible de discerner les differentes regions du cristal : la matrice, les clusters, leurs agregats et la surface des deux derniers. Il a ete etabli que le parametre de maille local est plus grand dans les clusters et plus petit a la surface des clusters et agregats que dans la matrice. B. Dans pchs, la transition dans la phase superionique se manifeste par la disparition des modes actifs ir correspondants aux librations des tetraedres so 4. A basse temperature, une phase de type verre orientationnel a ete detectee et un mecanisme de vitrification a ete propose. C. Dans ysz, les spectres ir manifestent un mode de relaxation a basses frequences qui n'a pas ete observe precedemment. Ce mode ressemble a ceux observes dans certains cristaux du groupe a.


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Informations

  • Détails : 113 p.
  • Annexes : 80 ref.

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