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Thèse soutenue

Élaboration et étude des propriétés de transport électronique des phases semi-Heusler : cas de FeVSb

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Auteur / Autrice : Lucie Jodin
Direction : Hubert Scherrer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science et ingénierie des matériaux
Date : Soutenance en 2002
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Conduction électrique
Résistance électrique
Thermoélectricité
Semi-métaux
Semiconducteurs

Résumé

FR

Les phases semi-Heusler ont suscité un intérêt particulier d'abord à cause de leurs propriétés magnétiques puis pour leurs propriétés thermoélectriques à haute température. En effet, quand elles contiennent 18 électrons de valence ce sont des semiconducteurs souvent à faible gap. Nous avons travaillé principalement sur FeVSb mais aussi sur Fe[indice](l-x)Ni[indice]xTiSb, NiZrSn et CoZrSb. Ces phases ont été élaborées par fusion haute fréquence puis l'homogénéité et la structure ont été vérifiées. Pour les phases FeVSb et Fe[indice](l-x)Ni[indice]xTiSb, l'ordre cristallographique a été étudié. Cette première étude a permis d'obtenir des données importantes pour faire des calculs de structure de bande par la méthode KKR-CPA. Ces calculs nous ont guidés dans le choix des dopants à ajouter, essentiellement dans le cas de FeVSb où nous avons inséré du cobalt, du manganèse, du zirconium et du titane. Lors de l'élaboration, il a été montré qu'il n'était pas possible d'insérer certains dopants comme le chrome par la méthode utilisée. Les propriétés de transport telles la résistivité électrique, la résistance de Hall, le coefficient Seebeck et la conductivité thermique ont été mesurées de 70K à 1000K. Les résultats expérimentaux ont été comparés aux résultats des calculs de structure de bande. Mais, dans certains cas, ces résultats divergent. De nouveaux calculs ont donc été effectués en tenant compte de défauts d' antisite comme des atomes d'antimoine sur le site du fer dans Fe VSb. Ceci a permis d'améliorer l'adéquation entre les expériences et les calculs. Bien que le facteur de puissance soit élevé, le facteur de mérite reste faible car la conductivité thermique est à améliorer.