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Thèse soutenue

Elaboration d'alliages bismuth-antimoine : contribution à l'étude des propriétés de transport

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Auteur / Autrice : Bertrand Lenoir
Direction : Hubert Scherrer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Science et génie des matériaux
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Jury : Président / Présidente : Jean-Paul Issi
Rapporteurs / Rapporteuses : Yurii I. Ravich

Résumé

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Les solutions solides anisotropes Bi1-x Sbx suscitent un intérêt particulier pour la réfrigération thermoélectrique à basses températures. La croissance cristalline de monocristaux homogènes est toutefois délicate principalement à cause du phénomène de surfusion de constitution. Nous avons expérimente la technique THM (Travelling Heater Method) pour la croissance d'alliages de compositions riches en bismuth. À cette fin, nous avons déterminé les températures du liquidus et du solidus par la méthode DSC (Differential Scanning Calorimetry). L’homogénéité longitudinale et radiale a été contrôlée par analyses à la microsonde. Les résultats ont montré que l'homogénéité longitudinale est très sensible à la longueur du lingot. À partir d'échantillons de différentes compositions convenablement orientés, les composantes du tenseur de la résistivité électrique, du pouvoir thermoélectrique et de la conductivité thermique ont été mesurées de 6 K à 300 K. La complexité de la structure de bande des alliages et l'absence de données expérimentales concernant son évolution en fonction de la température nous ont conduits à une analyse qualitative des résultats. Le caractère n prononcé du bismuth se trouve renforce dans les alliages étudiés et l'addition d'antimoine réduit considérablement la conductivité thermique du réseau. Ces observations conduisent à une augmentation significative du facteur de mérite des alliages par rapport à celui du bismuth et confirment le fort potentiel de ces matériaux pour la réfrigération à basses températures