Poudres fines et couches minces de cobaltites de fer de type spinelle : élaboration, caractérisation et étude de la décomposition spinodale

par Hoa Le Trong

Thèse de doctorat en Sciences et génie des matériaux

Soutenue en 2009

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Nos travaux concernent l'élaboration de couches minces d'oxydes mixtes fer-cobalt à structure spinelle ainsi que la caractérisation de leur structure, de leur microstructure et de leurs propriétés magnétiques et électriques. Ils s'attachent notamment à étudier au sein de ces matériaux, le phénomène de décomposition spinodale qui mène à l'obtention de nanocomposites auto-organisés pouvant trouver des applications technologiques dans divers domaines. Des poudres fines de cobaltites de fer ont été préparées par chimie douce. Nous avons pu déterminer la distribution cationique du cobalt et du fer des oxydes monophasés qui ont subit un traitement thermique à 900°C. Nous avons par ailleurs étudié plus particulièrement la composition Co1. 73Fe1. 27O4 qui se situe dans la lacune de miscibilité du diagramme de phases du système Fe3O4-Co3O4, afin de provoquer la transformation spinodale. Les méthodes d'analyses structurales et la mesure des propriétés magnétiques ont permis de mettre en évidence la décomposition spinodale sur ce matériau à l'issue de recuits réalisés à 700°C. La pulvérisation cathodique radiofréquence en configuration magnétron à partir d'une cible de cobaltite de fer a mené à l'obtention de couches minces d'autant plus réduites que la pression de dépôt était élevée. L'obtention de nanocomposites cobaltite/monoxyde a entrainé de forts couplages magnétiques au sein des films. Pour les échantillons déposés à basse pression et ne contenant que très peu de monoxyde, la spectroscopie Raman, et les caractérisations magnétiques semblent confirmer que la décomposition spinodale s'est déroulée partiellement après un recuit à 450°C

  • Titre traduit

    Fine powders and thin films of iron cobaltite spinel : preparation, characterization and study of spinodal decomposition


  • Résumé

    Our work concerns the development of mixed iron-cobalt oxide thin films with the spinel structure and the characterization of their structure, microstructure, magnetic and electrical properties. We studied these materials specifically because they can display spinodal decomposition that leads to the formation of self-organized nanocomposites which could find applications in several technological areas. Fine powders of iron cobaltite have been prepared by 'chimie douce'. We have determined the cation distribution of cobalt and iron in the monophased oxides which have been thermally annealed at 900°C. We particularly studied in detail the compound Co1. 73Fe1. 27O4, which is located in the miscibility gap of the Fe3O4-Co3O4 phase diagram in order to understand the spinodal transformation. Structural analysis and magnetic measurement proved that transition of the material occurs after annealing at 700°C. RF-magnetron sputtering from an iron cobaltite target resulted in thin films which are more reduced (i. E. Contains more monoxide phase) the higher the deposition pressure used. Nanocomposites made of iron cobaltite and monoxide has promoted strong magnetic coupling in the films. For samples which have been deposited at low pressure and hence contain a very low concentration of monoxide, Raman spectroscopy, magnetic and electrical measurements confirmed that spinodal decomposition took place after annealing in air at 450°C.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 181-187

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2009TOU30266
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