Reaction de transfert de charge dans l'etat solide-solide : realisation et caracterisation de composites organiques a caractere metallique

par IMAD SMIRANI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ANDRE BRAU et de Jean-Pierre Farges.

Soutenue en 1998

à Nice .

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  • Résumé

    L'objectif de mon travail de these est de mettre au point un materiau composite conducteur d'origine organique, ayant un caractere metallique au moins a temperature ambiante, a partir d'une reaction de transfert de charge directe solide-solide entre un donneur et un accepteur d'electrons. Nous avons selectionne plusieurs couples donneur/accepteur apparaissant comme les meilleurs candidats compte tenu des proprietes observees sur monocristaux obtenus en solution. Nous avons etudie ainsi les systemes suivants : et/tcnq, et/tcne, et/i#2, ttf/tcnq et ttf/i#2 avec et = bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene ; tcnq = tetracyanoquinodimethane ; tcne = tetracyanoethylene ; ttf = tetrathiafulvalene. Les composites ont ete obtenus apres un traitement mecanique : broyage, mise en forme sous une pression de 5 kbars et un traitement thermique que nous avons mis au point : 2h30 a 85c et 5 mn a 155c. Nous avons observe que tous les composites ainsi formes sont semiconducteurs apres le traitement mecanique. Seul ceux realises entre et et l'iode, suivant les proportions (et)2/i3, deviennent metalliques jusqu'a 0,34 k apres l'action des traitements mecanique et thermique combines. Au dessous de 5 k, ils presentent meme une chute plus prononcee de leur resistance r. L'etude de r realisee a 0,34 k en fonction du champ magnetique, de 0 a 30 kg, suggere que la decroissance de r est due au caractere supraconducteur du composite. L'estimation de la fraction supraconductrice, a ete effectuee en appliquant un modele percolatif a la conductivite : elle est de l'ordre de 11% a 0,34 k pour le meilleur echantillon. La mesure de la susceptibilite magnetique #p(t), a confirme la presence d'une transition supraconductrice se produisant a 5 k. Une etude approfondie des spectres de diffractions des rayons x a permis l'identification des parametres de maille des microcristaux constituant le composite : leurs valeurs indiquent qu'ils appartiennent a la phase cristalline -(et)#2i#3. Cette phase apparait deja apres le traitement mecanique seul, le recuit ne change pas cette structure mais il favorise le degre de cristallisation. L'analyse de la surface des echantillons, realisee par microscopie electronique a balayage, montre que des microcristaux sont deja presents apres le traitement mecanique et, que le traitement thermique ameliore considerablement la qualite cristalline des composites (taille des microcristaux de l'ordre de 2 m).


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Informations

  • Détails : 92 P.
  • Annexes : 94 REF.

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
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