388
Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
Tous les electrons sont done delocalises dans la bande de conduction et les defauts sont totalement ionises ;
2) lorsque 1'ecart a la stcechiometrie augmente, pour une certaine
concentration electronique n, on a :
Pour cette valeur de n, les concentrations des defauts totalement
ionises et partiellement ionises sont alors egales et la moitie des
sites lacunaires est occupee par un electron puisque [ VQ* ] = [V 0 ] ;
3) puis, lorsque 1'ecart a la stoechiometrie et la concentration electronique augmentent encore, on a :
E d2 < E F < E d i (domaine b de la figure 9.12)
done
II y a maintenant un electron localise sur chaque defaut ;
4) la concentration en defauts et en electrons augmente encore.
Quand E F = E dl , la moitie des lacunes a piege un electron et 1'autre
moitie a piege deux electrons. On a done : [Vo] =
5) enfin, quand E F > E dl , tous les electrons sont pieges sur les lacunes.
II convient de dire que ce dernier cas n'a jamais ete observe, car le
niveau E dl se trouve a quelques centiemes d'electron- volts. Par contre, le piegeage d'un electron sur une lacune a ete observe dans le
dioxyde de titane. Des mesures de resistance electrique, effectuees
a hautes temperatures et a la temperature ambiante, ont montre
un doublement de la resistivite a 25 °C, en accord avec le piegeage
d'un electron.
Dans le cas de cations interstitiels, les memes processus peuvent etre
imagines. II y a alors plusieurs niveaux donneurs qui sont, dans le cas du
dioxyde de titane : Tif/Tif, Tif/Tij", Ti'VIV et TtfVTif. C'est le dernier etat
qui doit etre pris en consideration.
3 Defauts accepteurs. Cas des lacunes cationiques
Nous avons vu que les oxydes excedentaires en oxygene sont en fait
deficitaires en cations :
Le diagramme de bandes relatif a ce type de defauts correspond a
1'apparition de niveaux localises proches de la bande de valence, comme
Chapitre 9 : Energies de formation et d'ionisation des defauts
Tous les electrons sont done delocalises dans la bande de conduction et les defauts sont totalement ionises ;
2) lorsque 1'ecart a la stcechiometrie augmente, pour une certaine
concentration electronique n, on a :
Pour cette valeur de n, les concentrations des defauts totalement
ionises et partiellement ionises sont alors egales et la moitie des
sites lacunaires est occupee par un electron puisque [ VQ* ] = [V 0 ] ;
3) puis, lorsque 1'ecart a la stoechiometrie et la concentration electronique augmentent encore, on a :
E d2 < E F < E d i (domaine b de la figure 9.12)
done
II y a maintenant un electron localise sur chaque defaut ;
4) la concentration en defauts et en electrons augmente encore.
Quand E F = E dl , la moitie des lacunes a piege un electron et 1'autre
moitie a piege deux electrons. On a done : [Vo] =
5) enfin, quand E F > E dl , tous les electrons sont pieges sur les lacunes.
II convient de dire que ce dernier cas n'a jamais ete observe, car le
niveau E dl se trouve a quelques centiemes d'electron- volts. Par contre, le piegeage d'un electron sur une lacune a ete observe dans le
dioxyde de titane. Des mesures de resistance electrique, effectuees
a hautes temperatures et a la temperature ambiante, ont montre
un doublement de la resistivite a 25 °C, en accord avec le piegeage
d'un electron.
Dans le cas de cations interstitiels, les memes processus peuvent etre
imagines. II y a alors plusieurs niveaux donneurs qui sont, dans le cas du
dioxyde de titane : Tif/Tif, Tif/Tij", Ti'VIV et TtfVTif. C'est le dernier etat
qui doit etre pris en consideration.
3 Defauts accepteurs. Cas des lacunes cationiques
Nous avons vu que les oxydes excedentaires en oxygene sont en fait
deficitaires en cations :
Le diagramme de bandes relatif a ce type de defauts correspond a
1'apparition de niveaux localises proches de la bande de valence, comme