Sur les phases d'Aurivillius : études structurales et transitions de phases

About Aurivillius phases : structural study and phase transition

• Auteur / Autrice : Jenny Tellier
• Direction : Danièle Mercurio, Philippe Boullay
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bismuth -- Composés

Cristaux ferroélectriques

Transitions de phases

Mots clés libres

Phases d'Aurivillius

Ferroélectrique relaxeur

Résumé

Les phases d'Aurivillius (Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+l)2- sont des composés ferroélectriques, orthorhombiques à température ambiante et tétragonaux à haute température. Une étude à l'ambiante de composés dits relaxeurs montre que ces derniers sont caractérisés par une structure moyenne très peu déformée proche de la structure prototype avec un affaiblissement des liaisons Bi-O entre le bloc perovskite et la couche (Bi2O2)2+. Des cations autres que Bi3+ apparaissent présents dans cette couche. Microstructuralement, il existe des désordres impliquant des fluctuations locales de composition pouvant être à l'origine du comportement relaxeur. Une étude en température combinant plusieurs techniques permet d'obtenir des informations sur la transition de phase FE-PE et montre une grande diversité de comportement. Plus particulièrement, des monocristaux des composés SrBi2Ta2O9, SrBi2Nb2O9 et Bi4Ti2,8Cr0,2O12 sont étudiés par DRX et microcopie optique. L'utilité de ces deux techniques est discutée.

Aurivillius phases, with general formula (Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+l)2- can be ferroelectric or relaxor materials. They display orthorhombic symmetry at room temperature and tetragonal at high temperature. Structural study of ferroelectric and relaxor compounds at room temperature show that relaxors' structure is legs distorted than that of ferroelectrics. Their fluorite slabs are independent and contain non-bismuth cations. Disorder in relax ors is showed using TEM analysis. It leads to local variations of structure which can be responsible for relaxor behaviour. Phase transition study cannot be carried out systematically for such compounds. The case of SrBi2Ta2O9, SrBi2Nb2O9 and Bi4Ti2,8Cr0,2O12 is considered, and additional information is given about other Aurivillius phases.