Thèse soutenue

Étude de l'effet électrocalorique en corrélation avec les propriétés structurales, pyroélectrique et ferroélectrique de la solution Ba1-xCax(Zr0,1Ti0,9)1-ySnyO3

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Auteur / Autrice : Hana Kaddoussi
Direction : Yaovi Agbeko GagouAbdelilah LahmarHamadi Khemakhem
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de la matière condensée
Date : Soutenance le 26/04/2016
Etablissement(s) : Amiens en cotutelle avec Université de Sfax. Faculté des sciences
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique de la matière condensée (Amiens ; 1993-....) - Laboratoire des matériaux ferroélectriques (Sfax, Tunisie)
Jury : Président / Présidente : Younes Abid
Examinateurs / Examinatrices : Yaovi Agbeko Gagou, Abdelilah Lahmar, Hamadi Khemakhem, Younes Abid, Hichem Dammak, Najoua Kamoun Turki, Mimoun El Marssi, Kamel Guidara
Rapporteurs / Rapporteuses : Hichem Dammak, Najoua Kamoun Turki

Résumé

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Trois solutions solides à base de BZT sous forme de céramiques, ont été étudiées. Leurs propriétés pyroélectrique et ferroélectrique ont été déterminées dans le but de caractériser leurs performances électrocaloriques. Deux approches différentes ont été effectuées pour le calcul de l'effet électrocalorique : l'enregistrement des cycles d'hystérésis P-E en fonction de la température et la mesure du courant pyroélectrique. Ces deux méthodes d'investigations aboutissent à des résultats équivalents.Nous avons mis en évidence le caractère ferroélectrique dans tous les composés étudiés et montré que les meilleurs coefficients électrocaloriques sont obtenus à la température de transition FE-PE et dépendent des taux substitution. La symétrie cristalline de toutes les compositions a été confirmée et une étude de résolution structurale a été menée sur deux compositions (x=0,05 et x=0,20) de la phase contenant du Ca2+. Par la méthode directe, un coefficient EC de l’ordre de 0,30 K.mm/kV sous un champ électrique appliqué de 8 kV/cm, a été obtenu pour 5BCZT. Par ailleurs, nous avons montré qu'une faible quantité d'insertion de Sn dans BZT entraine une diminution de la température de transition vers l'ambiante, tout en gardant la même réponse EC. Cependant, la combinaison des deux éléments (Sn et Ca) dans BZT entraine l'amélioration du coefficient EC, avec un étalement de la transition ce qui permet de maintenir une réponse EC importante, dans un intervalle étendu de température souhaitable pour les applications