Structures électroniques d'ions de transitions dans la pérovskite BaTiO3 par application de la méthode de diffusion multiple MSXα : propriétés optiques et électriques

Electronic structures of transition ions in the batio#3 perovskite through the multiple-scattering x method, optical and electrical properties

• Auteur / Autrice : Paul Moretti
• Direction : Georges Boulon, Henry Chermette
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 1987
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristaux -- Défauts

Propriétés optiques

Propriétés électriques

Pérovskites

Cristaux ferroélectriques

Titanate de baryum

Résumé

Des calculs d'orbitales moleculaires fondes sur la methode de diffusion multiple msx, dans sa version spins polarises, sont effectues pour obtenir la structure electronique d'impuretes de transition en substitution dans une matrice perovskite. Les proprietes optiques et electriques liees a leur comportement en tant que defauts de substitution, en particulier dans batio#3 en phase cubique et tetragonale, sont decrites. Cette analyse est completee par quelques etudes experimentales sur des monocristaux de ce compose, dopes au cobalt ou au niobium. Le cristal pur ou dope est modelise par des clusters moleculaires de type (bo#6)##1#2#+#n constitues d'un octaedre d'oxygene (o#6) entourant le cation metallique (b=ti, nb, co, cr, mn), d'ionicite nominale n#+. Les influences de ce dernier facteur et de la configuration de spin sur les structures electroniques sont systematiquement etudiees. Les valeurs propres des niveaux d'energie des differentes impuretes sont donnees par rapport au sommet de la bande de valence du cristal. La stabilite des especes est discutee a partir de la position des niveaux 3d antiliants et de la determination des etats fondamentaux par des calculs d'etats de transition. Les transitions optiques de champ cristallin et de transfert de charge de type accepteur sont calculees et comparees aux donnees experimentales. L'influence d'un abaissement de symetrie, du au changement de phase para-ferroelectrique ou a la presence d'une lacune d'oxygene, est particulierement decrite, et la polarisation spontanee calculee. Les effets d'une relaxation isotropique de la maille cristalline sur la structure electronique (diagrammes, configurations de spin. . . ) des centres cobalt sont par ailleurs determines. Les etudes de la distribution electronique des charges sur les orbitales 3d des ions metalliques conduisent en outre a une description de la covalence de la liaison metal-oxygene