Préparation, caractérisation et propriétés ferroélectriques ‘’ des phases d’Aurivillius’’ MII Bi4 Ti4O15 (MII : Ca, Sr, Ba,Pb) céramiques texturées, monocristaux et couches minces

Abstract

Ce travail concerne l’élaboration et la caractérisation de composés oxygénés à couches de bismuth, désignés sous le non de ‘’phases d’Aurivillius MII Bi4 Ti4O15 (MII : Ca, Sr, Ba,Pb) avec un accent particulier sur Sr Bi4 Ti4O15, sous toutes ses formes, poudres, céramiques frittés isotropes, céramiques forgées et texturées, monocristaux et couches minces. Les techniques des sels fondus a permis la synthèse à basse température de poudres cristallisées sous formes de plaquettes. Ces poudres permettent la fabrication de céramiques fortement anisotropes et de haute compacité par la technique du forgeage à chaud. L’étude des propriétés diélectriques en fonction de la température et de la fréquence des céramiques forgées a mis en évidence le caractère fortement anisotrope de ces matériaux et une transition férroparaélectrique du type de premier ordre pour les phases MII Bi4 Ti4O15 (MII : Ca, Sr, Ba, Pb). La transition présente un caractère diffus dans le cas de la phase au baryum. Des monocristaux de ces phases ont été préparés par une méthode de flux dans un excès I Bi2 O3. Les monocristaux ont été observés en lumière analysée et polarisée en fonction de la température dans un microscope optique doté d’un dispositif de chauffage régulé. Les relations entre l’orientation des domaines ferroélectriques, les températures de Curie et la structure cristalline ont été discutées. Ce travail présente aussi la préparation des couches minces de SrBi4 Ti4O15 par voie chimique (sol-gel spin-coating). Les diverses étapes de la préparation de précurseurs en solution, les conditions de traitement thermique et l’optimisation des paramètres de la technique de centrifugation ‘’spin-coating’’ ont été mises au point. Leurs caractéristiques cristallographiques, micro structurale et ferroélectrique ont été déterminées en fonction des conditions expérimentales.