Contributions à la synthèse par voie de films de type Bi2Te3

par Lionel Scidone

Thèse de doctorat en Science des matériaux

Sous la direction de Clotilde Boulanger.

Soutenue en 2006

à Metz .


  • Résumé

    Le Tellurure de bismuth et les ternaires proches de cette structure développent des propriétés thermoélectriques optimales dans la gamme des températures ambiantes laissant supposer de nombreuses applications dans le domaine du transfert de chaleur ou de génération thermique directe d’électricité. Le travail développé s’est attaché à une nouvelle voie de synthèse de ce matériau, celle de l’action de différents réducteurs chimiques solubles ou métalliques sur des solutions sources de BiIII et TeIV en milieu nitrique. Si les réducteurs solubles testés ne s’avèrent pas performants, il apparaît au contraire que la formation de films de Bi2Te3 peut être obtenue par déplacement par de nombreux métaux notamment Ni, Bi, Sn, Pb, Fe, Zn. Un mode de synthèse performant a été défini en engageant le nickel soit sous forme massive soit sous forme de films. Des revêtements monophasés, homogènes et cohérents sont obtenus avec des épaisseurs de 5 µm pour une immersion de 2 h dans la solution source. Des films minces de 160 nm ont été également réalisés à partir de la conversion totale de 100 nm de nickel déposé sur une lame de verre. Ces pré-films thermoélectriques se prêtent alors à un développement complémentaire par électrochimie. De cette manière, il a été mis en place les éléments d’un premier dispositif démontrant, sur 2 jonctions p-n, un pouvoir thermoélectrique de 700 µV. K-1. Ce travail ouvre une nouvelle voie pour l’élaboration simple et peu onéreuse de modules thermoélectriques.

  • Titre traduit

    Contributions to the chemical synthesis of Bi2Te3 film


  • Résumé

    The Bismuth Telluride and the ternary derivative compounds develop optimal thermoelectric properties in the range of the ambient temperatures leading to many applications in the field of the transfer of heat or direct thermal generation of electricity. A new way of synthesis of this material was based on the action of various soluble or metal reducing agents on solutions sources of BiIII and TeIV in nitric medium. If the soluble reducers tested do not prove their efficacity, it appeared on the contrary that the film formation of Bi2Te3 can be obtained by displacement by many metals in particular Ni, Bi, Sn, Pb, Fe, Zn. A powerful mode of synthesis was defined by engaging nickel either in massive form or in the form of films. Single-phase, homogeneous and coherent coatings were obtained with a thickness of 5 µm for an immersion of 2 hours in the solution source. Thin films of 160 nm were also carried out starting from the total conversion of 100 nm nickel deposited in a glass substrate. These thermoelectric pre-films lend themselves then to a complementary development by electrochemistry. In this manner, it was set up the elements of a first experimental device, on 2 junctions p-n, a thermoelectric capacity of 700 µV. K-1. This work opens a new way for the simple and not very expensive development of thermoelectric modules.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (181 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 56

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  • Cote : 2006METZ026S
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