Synthèse d’oxydes à base d’éléments à paire libre (SeIV et TeIV) dans le but d’obtenir des structures cristallines non-centrosymétriques originales

Synthesis of oxide with lone pair element (SeIV and TeIV) to obtain new original non-centrosymmetic structure

• Auteur / Autrice : Morgane Poupon
• Direction : Nicolas Barrier, Olivier Perez
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale structures, informations, matière et matériaux (Caen ; 1992-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de cristallographie et sciences des matériaux (Caen ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Mario Maglione
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Barrier, Olivier Perez, Mario Maglione, Nathalie Audebrand, Philippe Deniard, Alain Pautrat
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathalie Audebrand, Philippe Deniard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cristallographie

Micro-ondes

Synthèse hydrothermale

Oxydes

Sélénium -- Composés

Tellure -- Composés

Résumé

Les composés ayant une structure non-centrosymétrique peuvent posséder des propriétés physiques intéressantes, telles que la pyroélectricité, la piézoélectricité et des propriétés d’optique non linéaire. Ces structures couplées avec un cation magnétique sont également fortement recherchées pour le développement de nouveaux matériaux présentant des propriétés de couplage magnétoélectrique ou multiferroïques. L’utilisation d’éléments à paire électrons libres stéréochimiquement active tel que TeIV et SeIV favoriser l’apparition de structure non-centrosymétrique. Durant cette thèse nous avons défini un protocole de synthèse par voie hydrothermale (par chauffage classique et micro-ondes) autour des systèmes ternaire Ca-Te-O et (Ni/Co)-(Te/Se)-O entrainant l’apparition de deux axes de recherche: -Etude de nouveaux polymorphes CaTeO3 obtenus par déshydratation de phase CaTeO3(H2O) et par synthèse hydrothermale direct. -Etude des propriétés magnétiques et diélectriques des composés isotypes Co3Te2O6(OH)2(H2O)0,5 et Ni3Se2O6(OH)2 et des composés hydratés CoSeO3(H2O)x (x = 3/4 et 1/3) et α- et β-NiSeO3(H2O).

Compounds with non-centrosymmetric structure may have interesting physical properties like: pyroelectricity, piezoelectricy or non-linear optical properties. These structures combined with a magnetic cation are also heavily studied for the development of new material having multiferroic properties or magnetoelectric coupling. Using an element with stereochemically active lone pair electrons as TeIV and SeIV can favor the occurence of non-centrosymmetric structures. In this thesis, we have developed a process for hydrothermal synthesis (using conventional and microwave heating) in the ternary systems Ca-Te-O and (Ni/Co)-(Te/Se)-O with the following two emphases: -Studies of new CaTeO3 polymorphs obtained by dehydration of the phase CaTeO3(H2O) and by direct hydrothermal synthesis. Studies of magnetic and dielectric properties of the isotypic compounds Co3Te2O6(OH)2(H2O)0,5 and Ni3Se2O6(OH)2 and hydrate compounds CoSeO3(H2O)x (x = 3/4 et 1/3) and α- et β-NiSeO3(H2O).