Étude de quelques hexaborures métalliques et semi-conducteurs par spectroscopies moléculaires

par Ziadi Yahia

Thèse de doctorat en Spectrochimie

Sous la direction de George Turrell.

Soutenue en 1989

à Lille 1 .

mots clés

• Semiconducteurs
• Borures
• Spectroscopie moléculaire

Résumé

Les hexaborures MB#6 presentent un caractère semi-conducteur si M est divalent (ca, sr, yb) et métallique si M est trivalent (La, Nd, Gd, Tb, Dy). La spectroscopie de vibration a montré une forte analogie structurale de ces systèmes. Des calculs de champs de forces, réalisés pour une symétrie o#h, indiquent que l'écart observe pour la fréquence du mode F#2#g, entre les hexaborures divalents et trivalents est lié à la contribution de la constante d'interaction métal-bore, qui est bien plus importante dans ce mode que dans les modes A#1#g et E#g. Les calculs numériques ont permis d'établir une corrélation entre les résultats des études vibrationnelles et structurales. Ainsi les valeurs de la constante d'interaction métal-bore dans les hexaborures semi-conducteurs sont bien supérieures à celles relatives aux composés métalliques indiquant un caractère plus ionique de ces derniers. La présence d'épaulements peut s'expliquer à la fois par une déformation de la symétrie O#h et par un effet isotopique ; ce dernier a pu être calculé à partir de #1#0b et #1#1b. La considération des structures lacunaires a permis l'explication des nouvelles bandes. En effet, la comparaison des fréquences observées avec les courbes de dispersion pour LaB#6 et YBB#6 a appuyé l'hypothèse de la présence de lacunes qui conduisent le système dans le domaine de symétrie (c#4#v) de la zone de Brillouin. L'étude des systèmes ternaires M#1#-#xNd#xB#6(M=La, Ca) d'une part et de borures de lanthane enrichis en bore d'autre part nous a permis de conclure que les lacunes dans ces composés sont d'origine cationique.

Titre traduit

Vibrational spectroscopic investigation of a series of metallic and semiconducting hexaborides

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