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Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
Dans le cas ou les concentrations s'expriment en fractions de sites, on a :
et, en eliminant la pression d'oxygene entre les expression de 9.8 et
9.12, on obtient :
Si K : est exprimee en termes d'enthalpie et d'entropie de formation des
defauts, on a :
En combinant les relations 9.16 et 9.17, on obtient :
En identifiant les termes dependant et independant de T, on obtient
les deux identites :
Les grandeurs thermodynamiques macroscopiques sont directement
liees aux grandeurs thermodynamiques microscopiques, caracteristiques
des defauts.
9.2 Defauts dans un diagramme de bandes
1 Defauts electroniques intrinseques. Mesure du gap
Examinons tout d'abord le cas des oxydes stcechiometriques et
isolants, tels que TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 ..., etc., dont la bande de
valence (B.V.) est la bande 2p de I'oxygene et la bande de conduction (B.C.)
est la bande t 2g du metal. Ces oxydes sont des materiaux a bande interdite voisine de E g = 3 eV et sont intermediaires entre les semi-conducteurs
classiques et les veritables isolants. Nous avons vu, chapitre 6, que, sous
1'effet de la temperature, des electrons de la bande de valence etaient
excites vers la bande de conduction. Lors de cette ionisation intrinseque,
les niveaux susceptibles d'etre occupes sont ceux du bas de la bande de
Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
Dans le cas ou les concentrations s'expriment en fractions de sites, on a :
et, en eliminant la pression d'oxygene entre les expression de 9.8 et
9.12, on obtient :
Si K : est exprimee en termes d'enthalpie et d'entropie de formation des
defauts, on a :
En combinant les relations 9.16 et 9.17, on obtient :
En identifiant les termes dependant et independant de T, on obtient
les deux identites :
Les grandeurs thermodynamiques macroscopiques sont directement
liees aux grandeurs thermodynamiques microscopiques, caracteristiques
des defauts.
9.2 Defauts dans un diagramme de bandes
1 Defauts electroniques intrinseques. Mesure du gap
Examinons tout d'abord le cas des oxydes stcechiometriques et
isolants, tels que TiO 2 , Nb 2 O 5 , WO 3 , SnO 2 ..., etc., dont la bande de
valence (B.V.) est la bande 2p de I'oxygene et la bande de conduction (B.C.)
est la bande t 2g du metal. Ces oxydes sont des materiaux a bande interdite voisine de E g = 3 eV et sont intermediaires entre les semi-conducteurs
classiques et les veritables isolants. Nous avons vu, chapitre 6, que, sous
1'effet de la temperature, des electrons de la bande de valence etaient
excites vers la bande de conduction. Lors de cette ionisation intrinseque,
les niveaux susceptibles d'etre occupes sont ceux du bas de la bande de