Étude des mécanismes de conduction électrique dans le dioxyde d'étain polycristallin en relation avec les défauts ponctuels.

Ce travail a permis d'établir des corrélations entre les défauts ponctuels et les propriétés électriques de SnO<sub>2</sub>, matériau utilisé en tant que capteur de gaz. L'influence des paramètres expérimentaux (atmosphère gazeuse, dopage) est étudiée afin d'identifier les...

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Main Author: Poupon, Laurent
Language:FRE
Published: Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne 1998
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Online Access:http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00841348
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collection NDLTD
language FRE
sources NDLTD
topic [SPI:GPROC] Engineering Sciences/Chemical and Process Engineering
Dioxyde d'étain
Capteur de gaz
Défauts ponctuels
Thermoluminescence
Lois de pression en conductivité électrique
Modélisation quasi-chimique
spellingShingle [SPI:GPROC] Engineering Sciences/Chemical and Process Engineering
Dioxyde d'étain
Capteur de gaz
Défauts ponctuels
Thermoluminescence
Lois de pression en conductivité électrique
Modélisation quasi-chimique
Poupon, Laurent
Étude des mécanismes de conduction électrique dans le dioxyde d'étain polycristallin en relation avec les défauts ponctuels.
description Ce travail a permis d'établir des corrélations entre les défauts ponctuels et les propriétés électriques de SnO<sub>2</sub>, matériau utilisé en tant que capteur de gaz. L'influence des paramètres expérimentaux (atmosphère gazeuse, dopage) est étudiée afin d'identifier les défauts du dioxyde d'étain. Le comportement des défauts intrinsèques dans le SnO<sub>2</sub> polycristallin dopé à l'aluminium ou au niobium est caractérisé par thermoluminescence (TL) et par conductivité électrique. La courbe de TL du dioxyde d'étain présente trois pics. La variation de leur intensité avec la concentration en aluminium(III) ou en niobium(V) permet de corréler les deux pics de TL à basse température aux lacunes d'oxygène ionisées. Le troisième pic est lié aux groupements hydroxyles, espèces responsables du manque de reproductibilité des mesures de TL et probablement du manque de stabilité des capteurs de gaz. L'ajustement des donnéees expérimentales de TL à un modèle semi-analytique permet de quantifier les paramètres de piégeage des défauts de SnO<sub>2</sub>. Les lois de pression d'oxygène et de vapeur d'eau sont étudiées par la mesure de conductivité électrique en isotherme sous atmosphère contrôlée. Un modèle numérique basé sur les réactions quasi-chimiques est également développé. Il permet de prévoir le comportement des concentrations des défauts ponctuels en fonction de la pression partielle d'oxygène ou de vapeur de l'eau ou en fonction de la concentration en dopant. La corrélation des résultats de TL et de conductivité électrique à ce modèle permet de vérifier les hypothèses concernant l'identification des défauts ponctuels et leur rôle dans les mécanismes de détection de gaz.
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