Étude expérimentale et théorique de la formation et de la migration des défauts ponctuels dans Co(1-x)O : autodiffusion de l'oxygène dans Co(1-x)O

par René-Jean Tarento

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean Philibert.

Soutenue en 1988

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Calcul statique
• Modèle de Vineyard
• Diffusion de l'oxygène
• Enthalpie et entropie de formation
• Défauts ponctuels de l'oxyde de cobalt
• Oxydes de cobalt
• Diffusion (physique)
• Oxygène
• Dynamique moléculaire

Résumé

La thèse concerne l'étude des défauts du sous-réseau anionique par étude expérimentale et théorique. L'étude de la diffusion de l'oxygène dans CoO en utilisant les techniques du dépôt mince de l'échange isotopique et de l'implantation a été entreprise. Les profils de concentration pénétration présentent une anomalie due à l'évaporation du matériau et à la rétrodiffusion. Ceci a nécessité la résolution de la seconde loi de Fick correspondant à ces conditions. La dépendance du coefficient de diffusion de l'oxygène avec la température est interprétable en termes de mélanges de défauts. A forte pression partielle d'oxygène un mélange d'interstitiels 1 fois et 2 fois chargés, et à basse pression un mélange de lacunes une et 2 fois chargées. Un modèle nous a permis de déterminer les entropies et enthalpies de diffusion de chacun de ces défauts. Des calculs statiques concernant la formation et la migration des défauts ont été entrepris. Ils montrent l'importance des transferts électroniques et l'effet du moment quadrupolaire sur la migration. Des calculs dynamiques concernant la formation et la migration ont été entrepris pour étudier l'anharmonicité et la validité du modèle de Vineyard. Des calculs quantiques ont précisé la localisation de la charge du défaut. Des calculs complémentaires des entropies et enthalpies des réactions décrivant les mécanismes réels de formation ont permis de comparer directement les expériences et les calculs.

Titre traduit

Experimental and theoretical study of formation and migration of point defects in CoO(1-x) : oxygen self-diffusion in CoO(1-x)o

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