Oxydes de cobalt à structures dérivées de la pérovskite : états de spin et propriétés physiques

par Delphine Flahaut

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Antoine Maignan.

Soutenue en 2005

à Caen .


  • Résumé

    Ce travail porte sur trois types d’oxydes de cobalt de structures cristallines dérivées de la pérovskite, et plus particulièrement sur la relation structure-propriété dans ces phases. Le composé unidimensionnel Sr3NiIrO6 présente sous l’action d’un champ magnétique des interactions intra- et interchaînes antiferromagnétiques responsables de deux transitions magnétiques associées au couplage intra- et interchaîne antiferromagnétique. Il adopte en fonction de la température les configurations Antiferromagnétique Partiellement Désordonné (PDA) et PDA gelée. Les différents états magnétiques en fonction de la température et du champ magnétique appliqué sont reportés dans un diagramme de phases. Les expériences de SAX et DCMX menées sur des cristaux de Ca3Co2O6 indiquent que le cobalt est trivalent bas-spin dans l’octaèdre et haut-spin dans le prisme trigonal. Ce composé relaxe selon deux mécanismes à T<10K : un retournement activé thermiquement des spins et un ‘tunneling’ quantique de l’aimantation (QTM). La substitution du cobalt octaédrique par un cation magnétique montre que le mécanisme QTM intervient dans des chaînons de spins de dimensions finies. Par des substitutions adéquates de cations tétravalents (Ti4+, Ce4+, Th4+, Sn4+) ou divalents (Ca2+), il est possible de changer le signe du coefficient Seebeck autour de la température ambiante de pérovskites dopées spontanément en trous (LaCoO3) ou en électrons (PrCoO3). Une claire asymétrie entre électrons et trous est mise en évidence au moyen de mesures de résistivité et de susceptibilité magnétique. L’étude du système Sr-Co-Ti-O a révélé l’existence de deux nouveaux oxyhydroxydes hydratés de structure dérivée des termes n=2 et n=3 de la série Ruddlesden-Popper : Sr3Co1,7Ti0,3O5±(OH)2,xH2O et Sr4Co1,6Ti1,4O8±(OH)2,xH2O. Les groupements hydroxyles s’insèrent au niveau des couches [SrO] de jonction et les molécules d’eau s’intercalent entre les couches [SrOH]+. Les deux formes, oxyhydroxydes hydratées et oxyhydroxydes, ont été isolées.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (185 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 173-185

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2005-10
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