Contribution à l'étude de la croissance du carbone en phase vapeur : études des noirs conducteurs par microscopie électronique, RPE et modélisation fractale

par Xavier Bourrat

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Agnès Oberlin.

Soutenue en 1987

à Pau .

mots clés

• Noir de carbone -- Structure

Résumé

1) Le résultat majeur de cette étude concerne la classification structurale des noirs à laquelle nous sommes parvenus. Elle est basée sur l'étude de la couche aromatique et la différenciation de 5 ordres d'empilement à courte distance. 2) La mesure de la dimension fractale de masse, dm, des agrégats quantifie l'organisation à grande distance. Deux processus de croissance apparaîssent. Le premier est le processus classique d'agrégation de particules concentriques qui produit des fractals de dimensions elevées: dm1,7-2. A l'opposé, un processus de croissance directe des agrégats produit des fractals de masse faibles: dm1,4-1,5. 3) Les propriétés électroniques accessibles en RPE montrent que lorsqu'ils sont débarrassés de leurs hétéroatomes les noirs conducteurs ne présentent plus qu'un seul type de paramagnétisme (de Pauli) lié aux porteurs de charge et cela, quelle que soit l'étendue des systèmes aromatiques (de 1 nm à plusieurs dizaines de nm). Leur conductivité est élevée quelle que soit leur organisation. La distance de délocalisation dépasse largement la taille de l'agrégat et ne dépend que de la densité de contacts des agrégats entre eux. Les performances des noirs conducteurs dépendent moins des propriétés électroniques intrinsèques (accessibles en RPE) que de leur texture à longue distance, elle-même, fonction de l'ordre local.

Titre traduit

Contribution to the study of vapor-phase carbon growth (study of conducting carbon blacks by electron microscopy, E. S. R. And fractal modeling)

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