Etude theorique d'interface metal-oxyde et d'agregats d'oxyde de titane non-stoechiometriques

par TRISTAN ALBARET

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Claudine Noguera.

Soutenue en 2000

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Les composes d'oxyde de titane possedent d'interessantes proprietes qui sont utilisees dans de nombreuses applications industrielles comme la photo-catalyse, les cellules photo-electriques, les protheses medicales d'un point de vue fondamental, les systemes de petite taille ou de faible dimension, comme les agregats ou les surfaces, presentent des caracteristiques physiques et chimiques specifiques a leur taille et a leur geometrie qui different de celles des composes en volume. Dans ce cadre, cette etude theorique se concentre sur l'adsorption de sodium sur la surface tio 2(110) et sur les agregats ti no 2 n + (n = 1, 3 ; = 0, 1). Les structures electroniques et geometriques ont ete determinees de facon auto-coherente par des calculs ab-initio bases sur la theorie de la fonctionnelle de la densite. Pour les agregats, des configurations chargees et excitees ont ete envisagees. La comparaison des resultats issus de ces calculs avec de recentes experiences de photo-emission anioniques a permis de proposer des geometries pour les agregats observes experimentalement et de bien comprendre l'effet de la presence d'un oxygene excedentaire sur la structure electronique de ces systemes. Pour les problemes de surface, des calculs sur machine parallele t3e ont ete menes afin d'obtenir une comprehension detaillee du mecanisme d'adsorption incluant les relaxations du substrat et les interactions entre adsorbats. Comme pour les agregats, les resultats sont compares aux donnees experimentales et theoriques disponibles. Lors de ce travail, un interet particulier a ete donne aux points communs existant entre agregats et surfaces. L'effet d'une perturbation locale de charge a ete etudiee dans les deux systemes. Les sites donneurs et accepteurs d'electrons ont ete determines et les modifications induites de structure geometrique et electronique ont ete detaillees pour avoir une comprehension locale des effets d'ecran. Pour realiser ceci, une analyse de charge suivant la methode de bader a ete mise en uvre. Les resultats ont ete interpretes en termes de transferts electroniques par liaison ce qui nous a permis de caracteriser la liaison ti-o dans large gamme d'environnements differents.

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Informations

  • Détails : 303 p.
  • Annexes : 152 ref.

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 2000
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