ELABORATION DE CRISTAUX PIEZO ET FERROELECTRIQUES SOUS CHAMP ELECTRIQUE INTENSE

par Marion Pellen

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Raphaël Haumont.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Sciences Chimiques : Molécules, Matériaux, Instrumentation et Biosystèmes , en partenariat avec Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 02-11-2015 .


  • Résumé

    Ce projet vise à élaborer des oxydes fonctionnels sous forme monocristalline, avec une chimie locale maîtrisée, et in fine, modulée, grâce à l'utilisation d'un champ électrique externe intense (plusieurs kV.cm-1). On s'intéressera plus particulièrement aux cas des piézoélectriques et des ferroélectriques : nous chercherons à déterminer comment un champ électrique intense appliqué pendant la croissance des matériaux modifie la nucléation, la croissance, la distribution et l'orientation des domaines polaires, et affecte ainsi les propriétés macroscopiques des matériaux. Pour cela, nous utiliserons un bâti de croissance (four à fusion de zone verticale) développé au laboratoire. Grâce à ce four prototype unique, nous avons récemment mis en évidence qu'un tel champ perturbe et agit sur l'équilibre solide-liquide (i.e. modification du ratio solide-liquide, déplacement du liquidus), de façon analogue aux paramètres usuels de croissance, température et pression.

  • Titre traduit

    DEVELOPMENT OF PIEZO AND FERROELECTRICs CRYSTALS UNDER INTENSE ELECTRIC FIELD


  • Résumé

    The project of this phD wants to explore a new route to obtain best-performing materials. We want to play upstream, directly during the crystalline growth of compound: the goal is to apply an electric field during the crystalline growth. Scientifics objectives are (i) to investigate the role of the electric field on kinetic and thermodynamic processes during the crystalline growth; in the selection, orientation and the distribution of piezoelectric domains; (ii) to use an electric field as a new powerful tool to create new chemical structures and original multimaterials, which are expected to exhibit new physical properties. We plan to work on piezoelectric and ferroelastic materials, without lead, crystallizing in the perovskite structure (such as LiNbO3, BaTiO3 or else CaTiO3). We are confident that this new chemical route will open new opportunities to increase, control and modulate physical properties, in particular in the light of energy harvesting through piezoelectricity