Synthèse et étude des propriétés physicochimiques des matériaux multiferroïques biphasés PZT/BFO et PZT/CFO
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Faculté des Sciences et Techniques - Fès
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En raison des récentes recherches de miniaturisation dans le domaine de l'électronique,
les matériaux ferroélectriques ont été rendus très attractifs dans de nombreuses applications
grâce à leurs diverses propriétés physiques. Récemment, Les chercheurs portent de plus en plus
un intérêt particulier aux matériaux dits multiferroïques qui surmontent les inconvénients des
ferroélectriques (FE) et ferromagnétiques (FM) tout en conservant les avantages de ces deux
types de matériaux. Dans cette thèse nous nous intéressons à la synthèse et la caractérisation
des matériaux multiferroïques à base de plomb. Ainsi, nous avons étudié le système à structure
pérovskite PbZr0.52Ti0.48O3 (PZT) dopé au fer et au cuivre et les solutions solides (1-x)
PbZr0.52Ti0.48O3-xCoFe2O4 (PZT-CFO) et (1-x) PbZr0.52Ti0.48O3-xBiFeO3 (PZT-BFO).
En premier lieu, les céramiques PZT dopées aux ions magnétiques Cu2+ et Fe2+ dans le
site Pb2+ et dans le site (Zr4+/Ti4+) sont préparées par la méthode sol gel avec une température
de calcination de 700°C. Les résultats de l’étude structurale montrent la coexistence de la phase
tétragonale et rhomboédrique. L’étude des propriétés diélectriques montre un comportement
indépendant de la fréquence pour les basses fréquences et indiquent une transition de la phase
ferroélectrique à la phase paraélectrique. Par ailleurs, un phénomène de résonance piézoélectrique
est observé pour les hautes fréquences
Dans le cas de la solution solide (1-x)PZT-xCFO, le CFO est synthétisé par la voie solide
et les deux composés sont calcinés. Deux cas ont été étudiés : le mélange des deux matériaux
est effectué après la calcination et le mélange est effectué avant la calcination. L'affinement
Rietveld des diagrammes DRX confirme la formation d'une structure spinelle cubique pour la
phase ferrite (CFO) et tétragonale avec une structure pérovskite rhomboédrique pour la phase
ferroélectrique (PZT). Les résultats des études MEB montre une distribution non uniforme des
grains de CFO dans les composites étudiées. La constante diélectrique augmente avec la teneur
en CFO, avec l’apparition d’un phénomène de la relaxation diélectrique.
Les résultats DRX des composites (1-x)PZT-xBFO montre la présence de phases pures
PbZr0.52Ti0.48O3 et BiFeO3. Ces résultats sont confirmés par la spectroscopie Raman. La valeur
de constante diélectrique ɛmax augmente avec l'augmentation de teneur en BFO dans les
composés (1-x)PZT-xBFO et les pertes diélectriques augmentent.
Description
Keywords
Matériaux multiferroïques, Solutions solides
, Transition de phase, Diélectrique, Relaxation