Physico-chimie de nouveaux oxydes de type delafossite

Abstract

Les oxydes de formule générale A⁺M³⁺O₂ où est un élément monovalent qui adopte généralement une coordinence linéaire (A = Ag, Cu, Pd ou Pt), cristallisent avec la structure delafossite. Cette structure peut être décrite comme un empilement compact de groupements linéaires A-A-O parallèles à l’axe c. Ceci donne naissance à des doubles couches d’empilement compact d’atomes d’oxygène …-O1-O2-O2-O3-O3-O1-… dont les sites octaédriques sont occupés par les ions M³⁺. Les domaines d’application des delafossites sont nombreux. Les plus récents concernent la conversion thermoélectrique et les conducteurs transparents. Sur le plan fondamental les delafossites sont des matériaux de choix, en particulier grâce au caractère bidimensionnel de leur structure et de la possibilité de faire varier le cation M dans une gamme très étendue, entraînant une augmentation du volume de la maille de plus de 80%. L’objectif de ce travail est double : d’une part d’élargir la palette de delafossites pour augmenter l’offre de matériaux pour les applications citées plus haut et d’autre part, de mieux comprendre les relations entre composition, liaison chimique, structure cristalline et propriétés électroniques dans l’optique de fournir des moyens prédictifs pour moduler la composition en vue d’induire les propriétés recherchées pour telle ou telle application. Ainsi, la famille des delafossites a été enrichie de quatre nouvelles solutions solides : CuFe₁₋xVxO₂ (0 ≤ x ≤ 0,67), CuFe₁₋xGaxO₂ (0 ≤ x ≤1), CuCr₁₋xVxO₂ (0 ≤x ≤0.5) et CuGa₁₋xVxO₂ (0 ≤x ≤0,5) et d’un nouveau composé CuNi₁₃V₂₃O₂. Ces matériaux ont été caractérisés par diffraction des rayons X et par spectroscopie Mössbauer. Leurs propriétés magnétiques et électriques ont été également étudiées.