Role des nanostructures chimique et polaire sur la transition de phase relaxeur-ferroelectrique dans les composes pbmg#1#/#3nb#2#/#3o#3 et pbmg#0#. #3nb#0#. #6ti#0#. #1o#3

par BRAHIM DKHIL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Gilbert Calvarin.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    L'etude structurale de pbmg#0#. #3nb#0#. #6ti#0#. #1o#3 (pmn/pt x = 0. 1) a permis de montrer que pmn/pt x = 0. 1 transite vers t#c = 285 k, tout en conservant de la relaxation dielectrique, vers une phase ferroelectrique de symetrie en moyenne rhomboedrique. Dans la phase rhomboedrique, la distorsion est essentiellement due a celle du reseau des octaedres d'oxygene. Parallelement, nous montrons que l'atome de plomb est en position de desordre de part et d'autre de t#c. Son deplacement de direction <100> et d'amplitude #p#b (0. 25 a) est relativement important et peut etre responsable d'une polarisation locale non negligeable. Nous suggerons alors que le desordre du plomb est a l'origine de l'effet relaxeur. Nous montrons aussi, dans pmn et pmn/pt x = 0. 1, l'existence de zones d'ordre chimique a courte portee (6 nm). Ces zones d'ordre, reparties de facon aleatoire dans la matrice, imposent a leur environnement une symetrie tetragonale. Par ailleurs, des correlations polaires evoluent avec la temperature mais ne s'etablissent pas a longue portee (20 nm dans le pmn) et se bloquent vers t#g (= 220 k pour pmn et 240 k pour pmn/pt x = 0. 1), donc de facon independante de la transition de phase induite. Nous proposons alors que ces correlations soient liees a une mise en ordre locale d'atomes de plomb (imposee par les zones d'ordre chimique) dans la matrice, qu'elle soit de symetrie moyenne cubique ou rhomboedrique. L'application d'un champ electrique statique a pour effet, au-dela d'une certaine valeur seuil, d'induire une transition de phase structurale dans pmn. Nous montrons que des l'application du champ electrique exterieur des domaines de symetrie rhomboedrique apparaissent. Seul leur nombre augmente, en revanche leur taille reste constante (environ 70 nm). La transition de phase se met alors en place par effet de percolation. Nous montrons aussi qu'elle se declenche avec des temps variables dependant a la fois de la temperature et de la valeur du champ applique. En conclusion, nos resultats suggerent l'existence de deux mecanismes expliquant les proprietes structurales des relaxeurs pmn et pmn/pt x = 0. 1. Le premier mecanisme concerne la transition de phase induite a proprement dite, qui est liee a une deformation du reseau des octaedres d'oxygene. Quant au second mecanisme, il concerne la mise en ordre (locale) des atomes de plomb. Cette mise en ordre pourrait etre a l'origine du phenomene de la relaxation dielectrique.


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  • Détails : 271 P.
  • Annexes : 167 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
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  • Cote : TH2014-014129
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