Structure électronique et propriétés thermoélectriques des skuttérudites

par Maxime Lassalle

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Isabelle Lefebvre-Devos.

Soutenue en 2000

à Lille 1 .


  • Résumé

    Dans ce travail, nous etudions la structure electronique et les proprietes thermoelectriques des materiaux de structure cristallographique dite skutterudite. Pour cela, nous utilisons un certain nombre de methodes theoriques (d. F. T, liaisons fortes, champ de forces) et d'outils de caracterisation experimentale (spectroscopie mossbauer, x. P. S, x. A. N. E. S). L'etude porte tout d'abord sur la skutterudite simple cosb 3. Un jeu de parametres liaisons fortes est etabli dont l'utilisation peut etre etendu aux autres materiaux de type skutterudite. Une modelisation de la structure de bandes au voisinage de la bande interdite est obtenue. L'ensemble des caracterisations confirme que la description de la structure sous forme d'octaedres distordus et connectes entre eux, formant des anneaux d'antimoines, est plus realiste. Le travail est etendu au compose alliage fe 0. 5ni 0. 5sb 3, obtenu par substitution des atomes de cobalt par des atomes de fer et de nickel. Dans ce compose, une deformation des anneaux d'antimoines est obtenue.


  • Résumé

    Les caracterisations experimentales ne revelent aucun ordre apparent dans la repartition des deux metaux de transition. Ce desordre se traduit par la fluctuation des charges portees par les atomes de fer et d'antimoine. Dans le dernier chapitre, nous calculons les coefficients de transport des materiaux sur la base de nos calculs de structure de bandes pour les coefficients de transport d'origine electronique, et a partir d'un modele de champ de forces pour la conductivite thermique de reseau. Nous obtenons une description correcte de la figure de merite et des evolutions de celle-ci en fonction de l'evolution des parametres de la structure electronique. La conductivite thermique de reseau est modelisee pour les composes cosb 3, fe 0. 5ni 0. 5sb 3 et cefe 4sb 1 2 (skutterudite remplie) nous permettant de souligner l'important de souligner l'importance des phonons optiques et des defauts ponctuels (alliages, atomes d'insertion) pour le transport thermique.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (175 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-175

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2000-356
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