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Chapitre 8 : Substitutions dans les solides. Dopage
- Dans le domaine extrinseque, la concentration des especes
electroniques evolue de la meme maniere que dans le cas precedent puisque la Constance de [V 0 *] impose une dependance de n
en P~o 2 et de p en Po 2 . Les differentes concentrations sont
representees sur la figure 8.2. Un exemple tres important est
celui de ZrO 2 et ThO 2 qui, dopes par CaO ou Y 2 O 3 , sont utilises a
tres grande echelle comme electrolytes solides. Si la pression
d'oxygene devient trop basse, la conduction electronique devient
non negligeable et le materiau ne peut plus jouer son role d'electrolyte. Ainsi, lorsque la pression d'oxygene devient inferieure a
10~
20 atm., la zircone doit etre remplacee par la thorine. La zircone est un oxyde isolant electronique, possedant un gap
superieur a 5 eV, de structure derivee de la fluorine. Le calcium
de valence deux vient remplacer le zirconium de valence quatre,
mais comme ce dernier est majoritaire, c'est la structure ZrO 2 qui
est conservee, done le rapport de sites (O/Zr) = 2. Nous avons
alors deux possibilites de substitution :
4 creation de lacunes anioniques (puisqu'il y a moins d'oxygene dans
CaO que dans le dioxyde de zirconium) pour respecter la regie de
FlG. 8.2 -Augmentation de la teneur en lacunes anioniques par dopage par un
cation de valence inferieure.
Chapitre 8 : Substitutions dans les solides. Dopage
- Dans le domaine extrinseque, la concentration des especes
electroniques evolue de la meme maniere que dans le cas precedent puisque la Constance de [V 0 *] impose une dependance de n
en P~o 2 et de p en Po 2 . Les differentes concentrations sont
representees sur la figure 8.2. Un exemple tres important est
celui de ZrO 2 et ThO 2 qui, dopes par CaO ou Y 2 O 3 , sont utilises a
tres grande echelle comme electrolytes solides. Si la pression
d'oxygene devient trop basse, la conduction electronique devient
non negligeable et le materiau ne peut plus jouer son role d'electrolyte. Ainsi, lorsque la pression d'oxygene devient inferieure a
10~
20 atm., la zircone doit etre remplacee par la thorine. La zircone est un oxyde isolant electronique, possedant un gap
superieur a 5 eV, de structure derivee de la fluorine. Le calcium
de valence deux vient remplacer le zirconium de valence quatre,
mais comme ce dernier est majoritaire, c'est la structure ZrO 2 qui
est conservee, done le rapport de sites (O/Zr) = 2. Nous avons
alors deux possibilites de substitution :
4 creation de lacunes anioniques (puisqu'il y a moins d'oxygene dans
CaO que dans le dioxyde de zirconium) pour respecter la regie de
FlG. 8.2 -Augmentation de la teneur en lacunes anioniques par dopage par un
cation de valence inferieure.