Influence des protons dans le mécanisme de réduction de l'oxygène sur électrodes semiconductrices III-V dans l'ammoniac liquide

par Anne-Marie Gonçalves

Thèse de doctorat en Électrochimie

Sous la direction de Michel Herlem.

Soutenue en 1997

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    Comme dans l'eau, les propriétés acide/base des surfaces des semi-conducteurs III-V jouent un rôle majeur dans la reconstruction des surfaces et interfaces. Utilisant les propriétés particulières de l'ammoniac liquide nous avons réétudié les réductions des protons et de l'oxygène. Nous avons démontré l'existence d'une étape d'adsorption des protons avec interaction qui fragilise la surface jusqu'à produire une décomposition cathodique sur inp, décomposition qui ne se produit pas s'il n'y a pas de protons, Par exemple en présence de l'électron solvate qui est l'espèce la plus réductrice existante. Dès qu'il y a des protons dans le milieu le parallélisme avec les résultats dans l'eau est remarquable. Concernant la réduction de l'oxygène nous avons mis en évidence pour la première fois sur inp-p un effet de doublement du photo courant (effet doubleur) en l'absence de proton. Le milieu expérimental choisi est milieu neutre tamponne, dont le pH a été déterminé égal a 16,5 dans l'ammoniac liquide. Cette amplification du photo courant, observée aussi bien sur inp-p et gaas-p, résulte de l'injection de trous dans la bande de valence du semi-conducteur par l'anion super oxyde. Cet intermédiaire de réduction apparaît comme étant stable dans l'ammoniac liquide, puisque le rendement quantique relatif reste égal a 2 (rendement quantique maximal pour deux étapes de réduction) et ceci quelle que soit l'intensité lumineuse utilisée. Cet effet disparaît des l'ajout de protons pour retrouver finalement le même comportement électrochimique dans l'eau confortant ainsi nos hypothèses sur le rôle joué par l'interaction h-inp. Sur gaas-p, Un effet doubleur est aussi détecté en l'absence de protons. C'est la première fois qu'on met ainsi en évidence un mécanisme de réduction de l'oxygène commun à ces 2 semi-conducteurs. Au contraire lorsque des protons sont présents dans le milieu le comportement de ces 2 semi-conducteurs s'oppose.

  • Titre traduit

    Theeffect of protons on mechanism of oxygene reduction at III-V semiconducteurs electrodes in liquid ammonia


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Comme dans l'eau, les proprietes acide/base des surfaces des semiconducteurs iii-v jouent un role majeur dans la reconstruction des surfaces et interfaces. Utilisant les proprietes particulieres de l'ammoniac liquide nous avons reetudie les reductions des protons et de l'oxygene. Nous avons demontre l'existence d'une etape d'adsorption des protons avec interaction qui fragilise la surface jusqu'a produire une decomposition cathodique sur inp, decomposition qui ne se produit pas s'il n'y a pas de protons, par exemple en presence de l'electron solvate qui est l'espece la plus reductrice existante. Des qu'il y a des protons dans le milieu le parallelisme avec les resultats dans l'eau est remarquable. Concernant la reduction de l'oxygene nous avons mis en evidence pour la premiere fois sur inp-p un effet de doublement du photocourant (effet doubleur) en l'absence de proton. Le milieu experimental choisi est milieu neutre tamponne, dont le ph a ete determine egal a 16,5 dans l'ammoniac liquide. Cette amplification du photocourant, observee aussi bien sur inp-p et gaas-p, resulte de l'injection de trous dans la bande de valence du semiconducteur par l'anion superoxyde. Cet intermediaire de reduction apparait comme etant stable dans l'ammoniac liquide, puisque le rendement quantique relatif reste egal a 2 (rendement quantique maximal pour deux etapes de reduction) et ceci quelle que soit l'intensite lumineuse utilisee. Cet effet disparait des l'ajout de protons pour retrouver finalement le meme comportement electrochimique dans l'eau confortant ainsi nos hypotheses sur le role joue par l'interaction h-inp. Sur gaas-p, un effet doubleur est aussi detecte en l'absence de protons. C'est la premiere fois qu'on met ainsi en evidence un mecanisme de reduction de l'oxygene commun a ces 2 semiconducteurs. Au contraire lorsque des protons sont presents dans le milieu le comportement de ces 2 semiconducteurs s'oppose.

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  • Détails : 232 p.
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  • Annexes : 31 ref.

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