Cristallochimie des composés de terres rares à anions mixtes : propriétés d'absorption UV-visible

par Damien Pauwels

Thèse de doctorat en Sciences chimiques. Physicochimie de la matière condensée

Sous la direction de Alain Tressaud et de Alain Demourgues.

Soutenue en 2003

à Bordeaux 1 .

mots clés

• Terres rares -- Propriétés optiques
• Diffraction
• Lumière -- Absorption
• Structure électronique

Résumé

Ce travail concerne la synthèse des composés à anions mixtes (O, S, F) à base de terre rare et leurs propriétés d'absorption des radiations UV-visible. De nouveaux composés appartenant à la classe des (oxy)fluorosulfures de terres rares ont été isolés. Les déterminations structurales ont été réalisées à l'aide des différentes techniques de diffraction (X, neutrons, électrons). La plupart de ces réseaux dérivent soit de la matlockite PbFCl soit du type structural a-La2O3. Une de ces formulations se révèle être une structure modulée incommensurable dérivant de La2O2S par un mécanisme de cisaillement. Parmi ces matériaux, l'origine de l'absorption optique des fluorosulfures a-LnSF a été déterminée à partir d'une étude couplant calcul de structures électroniques et mesure XPS (bande de valence). Les propriétés optiques d'absorption des différents composés ont été corrélées à leurs caractéristiques structurales.

Titre traduit

Structural features of rare earth-based mixed anions compounds (O, S, F) : UV-visible absorption properties

Résumé

This work deals with the synthesis of new rare earth-based mixed anions (O, S, F) compounds and their UV-visible absorption properties. New rare earth oxyfluorosulfides have been prepared. Structural determinations have been undertaken by means of several diffraction techniques (X-ray, neutrons, electrons). Most of these networks are related to the matlockite PbFCl or the a-La2O3 structural type. One of these compositions exhibits an incommensurate modulated structure, deriving from that of La2O2S by a shearing mechanism. The origin of absorption properties of these materials has been analysed from a study combining band structure calculations and valence band XPS experiments. Optical absorption properties of different compounds have been correlated to their structural features.