Chimie des solides
469
3 Conduction electronique par double echange
Dans le manganite de lanthane LaMnO 3 , le manganese se trouve a
1'etat 3+, de structure electronique (t 2g )
3
(e g )
1
. La substitution partielle du
lanthane par le calcium ou le strontium induit, par compensation de
charge, la formation de Mn
4+
, de structure electronique (t 2 g)
3
(eg)°. Pour une
concentration suffisante en substituant, le compose, initialement isolant,
devient conducteur metallique. La distance intercationique R est
superieure a la distance critique R c , comme dans MnO (cf. chapitre 4) et
interdit 1'existence d'une bande t 2g . Cette conductivite elevee n'est pas non
plus en accord avec un comportement de polarons qui se propagent par
sauts. Zener a propose, pour expliquer ce comportement, un mecanisme de
conduction schematise sur la figure 12.13. Considerons un ion Mn
3+ dont le
niveau e g est occupe par un electron. Ce cation est separe d'un ion Mn
4+
,
dont le niveau e g est vide, par un ion oxygene, dont les orbitales sont totalement occupees. L'electron de 1'ion Mn
3+ est transfere sur 1'ion Mn
4+ via 1'ion
FlG. 12.13 - Mecanisme de double echange : 1'ion Mn
3+ cede un electron a 1'ion
oxygene. Celui-ci, ayant ses orbitales totalement occupees, donne un electron a
1'ion Mn
4+ dont 1'orbitale et est vide.
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3 Conduction electronique par double echange
Dans le manganite de lanthane LaMnO 3 , le manganese se trouve a
1'etat 3+, de structure electronique (t 2g )
3
(e g )
1
. La substitution partielle du
lanthane par le calcium ou le strontium induit, par compensation de
charge, la formation de Mn
4+
, de structure electronique (t 2 g)
3
(eg)°. Pour une
concentration suffisante en substituant, le compose, initialement isolant,
devient conducteur metallique. La distance intercationique R est
superieure a la distance critique R c , comme dans MnO (cf. chapitre 4) et
interdit 1'existence d'une bande t 2g . Cette conductivite elevee n'est pas non
plus en accord avec un comportement de polarons qui se propagent par
sauts. Zener a propose, pour expliquer ce comportement, un mecanisme de
conduction schematise sur la figure 12.13. Considerons un ion Mn
3+ dont le
niveau e g est occupe par un electron. Ce cation est separe d'un ion Mn
4+
,
dont le niveau e g est vide, par un ion oxygene, dont les orbitales sont totalement occupees. L'electron de 1'ion Mn
3+ est transfere sur 1'ion Mn
4+ via 1'ion
FlG. 12.13 - Mecanisme de double echange : 1'ion Mn
3+ cede un electron a 1'ion
oxygene. Celui-ci, ayant ses orbitales totalement occupees, donne un electron a
1'ion Mn
4+ dont 1'orbitale et est vide.