Contribution to the study of the electronic states of rare earth oxide thin films by the XPS and the Raman spectroscopy

par Karolina Galicka

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Patrick Laffez et de Alicja Ratuszna.

Soutenue en 2005

à Le Mans en cotutelle avec Katowice (Pologne) , en partenariat avec Université du Maine. UFR de sciences exactes et naturelles (Le Mans) (autre partenaire) .

  • Titre traduit

    Contribution à l'étude des états électroniques de couches minces d'oxyde de terre rare par spectroscopie Raman et XPS


  • Résumé

    L'étude en spectrométrie Raman et XPS de films minces de nickelates de terre rare NdNiO3 déposés sur NdGaO3 par pulvérisation cathodique a été entreprise. L'objectif était double. Tout d'abord, tenter d'identifier la cause responsable de propriétés de commutations en température différentes en fonction de l'épaisseur déposée (transition métal – isolant abrupte pour des films de 150 nm, absence de transition pour des films de 17 nm). L'objectif a été atteint grâce à la spectroscopie XPS, qui a permis d'analyser la bande de valence et le niveau de coeur du Ni2p, O1s, et Nd3d. Le second objectif était de montrer la disproportion de charge du Ni3+ en Ni3+d et 3-d, en tentant d'interpréter le spectre de phonon au passage de la transition métal – isolant. Cette étude a été réalisée grâce à la spectroscopie Raman et par des calculs théoriques de dynamique de réseau (programme LADY). Cette thèse a contribué à la compréhension générale de la transition métal – isolant dans les pérovskites NdNiO3. Les spectrométries Raman et XPS apparaissent comme des outils pertinents pour l'analyse des oxydes de métaux de transition et terre rares qui sont très prometteurs pour de nombreuses applications.


  • Résumé

    The thesis concerned the NdNiO3/NdGaO3 thin films with various thicknesses 150 nm, 73 nm and 17 nm. Samples have been obtained by RF – sputtering and post annealing deposition treatment at the 800°C and O2 250 bar, during 48h. The thesis had two mainly goals. First one, identify source responsible for different switching properties of the thin films NdNiO3/NdGaO3 (observed in DC measurements 150 nm abrupt while for 17 nm film vanishing metal – insulator transition). This goal has been achieved thanks XPS studies, i. E. , analysis of the valence bands and core level of Ni2p, O1s and Nd3d spectra. The attempt to establish an effect of charge disproportion of nickel ion 2Ni3+ ® Ni3+d + Ni3-d and observed it in experimental phonon spectra across metal – insulator transition have been a second goal of the thesis. These studies have been performed thanks the Raman scattering studies and theoretical lattice dynamics calculation (LADY). This thesis contributed to the general understanding of the metal – insulator transition in RNiO3 perovskite. The XPS and Raman spectroscopy studies appeared as pertinent tools to investigate the properties of rare earth oxides thin films that are also promising for various applications.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ([233 p.])
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Université du Maine. Service commun de documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2005LEMA1006
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  • Cote : 2005LEMA1006
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