Contribution au développement d'un spectromètre de mesure des temps de relaxation en R. P. E. Application à l'analyse de polymères dopés

par Marat Madridovitch Zaripov

Thèse de doctorat en Électronique. Physique des matériaux

Sous la direction de Jacques Pescia.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

mots clés

Résumé

L'auteur a mesure le temps de relaxation spin-reseau dans le polymere (poly-4-vinylpyridine) dope avec les ions et les concentrations massiques indiquees ci-apres : (i) cuivre (4 ; 2,8 et 1%), manganese (1,5%), chrome (5%) et gadolinium (1%) ; (ii) cobalt (2%), neodymium (0,8%) et ytterbium (0,5%). Le moment orbital des ions (i) est bloque partiellement ou totalement alors que celui des ions (ii) ne l'est pas. Les mesures de temps de relaxation spin-reseau ont ete effectuees entre 4,2 et 250k a l'aide de la methode de modulation utilisant un champ micro-onde module en amplitude et la detection d'un signal de r. P. E. Dans une bobine proche de l'echantillon et coaxiale au champ magnetique. On peut ainsi mesurer le temps de relaxation spin-reseau sur la gamme de microseconde et nanoseconde, ce qui est impossible avec les techniques plus conventionnelles. Avec les dopants (i), la dependance en temperature de la vitesse de relaxation est quadratique a basse temperature et lineaire a temperature intermediaire. Dans les systemes les plus concentres, la dependance lineaire ralentit a haute temperature. Ces resultats sont imputes a une relaxation croisee entre simples ions et paires d'ions couplees par echange. Avec les dopants (ii), la dependance en temperature devient beaucoup plus rapide : l'exposant six change en exposant deux au-dela d'une temperature de 60k. Cette dependance pourrait etre due a un couplage spin-fracton avec une dimension spectrale de l'ordre 1,6. La temperature de 60k apparait comme une temperature de debye anormalement basse, indiquant que le spectre utile des phonons du polymere est limite vers 1,2thz.

Titre traduit

Contribution to the improvment epr spectrometer devoted to rapid relaxation measurement. Application to doped polymers

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