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Chapitre 12 : Transport de charges electriques
1 100 °C les ecarts a la stoechiometrie x et sa conductivite electrique o.
Les resultats sont reunis dans le tableau suivant:
5,65
6,415
8,422
9,394
9,856
10,505
13,368
1,2 104
1,9 104
3,3 104
4,7 104
5,6 104
6,8 104
26,3 lO'
4
0,05
0,069
0,176
0,338
0,381
0,451
1,57
1°) Tracer la courbe Iog 10 o = f [Iog 10 Po 2 ]- Quel type de defauts peut
expliquer le resultat obtenu ? Quels sont les porteurs de charge a
1'origine de la conductivite ?
2°) A partir du modele de defauts propose, calculer la mobilite des
porteurs de charge. La masse molaire de TiO 2 est 79,9 et sa masse
volumique 4,26 g.cm~
3
. Les porteurs de charge sont-ils des porteurs libres ou des polarons ?
3°) On porte sur un graphe les valeurs de [Iog 10 cr]po 2 = f(l/T) ou T est
en Kelvin et les valeurs de cr sont obtenues pour des pressions
d'oxygene constante. On obtient un faisceau de droites dont la
pente est egale a 1,08 10
4 K. Quel renseignement peut-on tirer de
ces droites ?
4°) On constate que, a chaque temperature, a passe par un minimum cr m tel que Iog 10 cr m = -3,24 a 1 173 K pour Iog 10 P 02 = -1,2
et Iog 10 o- m = -3,96 a 1 073 K pour Iog 10 Po 2 = -2,2. Estimer, a
partir de ces valeurs, la largeur de bande interdite. On negligera 1'influence de la temperature sur la mobilite des porteurs
de charge.
5°) Calculer la densite d'etats effective N c a 1 100 °C. On prendra
comme masse effective m* = 3 m 0 ou m 0 est la masse de 1'electron au repos, egale a 9,109 10~
31 kg. En supposant N c ~ N v ,
calculer la conductivite du dioxyde stoechiometrique a 25 et
1 100 °C.
6°) A partir des donnees precedentes, calculer la position du niveau
de Fermi pour x = 1,2 10~
4 et 6,8 10~
4 a 1 100 °C. Que peut-on dire
du niveau donneur correspondant aux defauts ?
Chapitre 12 : Transport de charges electriques
1 100 °C les ecarts a la stoechiometrie x et sa conductivite electrique o.
Les resultats sont reunis dans le tableau suivant:
5,65
6,415
8,422
9,394
9,856
10,505
13,368
1,2 104
1,9 104
3,3 104
4,7 104
5,6 104
6,8 104
26,3 lO'
4
0,05
0,069
0,176
0,338
0,381
0,451
1,57
1°) Tracer la courbe Iog 10 o = f [Iog 10 Po 2 ]- Quel type de defauts peut
expliquer le resultat obtenu ? Quels sont les porteurs de charge a
1'origine de la conductivite ?
2°) A partir du modele de defauts propose, calculer la mobilite des
porteurs de charge. La masse molaire de TiO 2 est 79,9 et sa masse
volumique 4,26 g.cm~
3
. Les porteurs de charge sont-ils des porteurs libres ou des polarons ?
3°) On porte sur un graphe les valeurs de [Iog 10 cr]po 2 = f(l/T) ou T est
en Kelvin et les valeurs de cr sont obtenues pour des pressions
d'oxygene constante. On obtient un faisceau de droites dont la
pente est egale a 1,08 10
4 K. Quel renseignement peut-on tirer de
ces droites ?
4°) On constate que, a chaque temperature, a passe par un minimum cr m tel que Iog 10 cr m = -3,24 a 1 173 K pour Iog 10 P 02 = -1,2
et Iog 10 o- m = -3,96 a 1 073 K pour Iog 10 Po 2 = -2,2. Estimer, a
partir de ces valeurs, la largeur de bande interdite. On negligera 1'influence de la temperature sur la mobilite des porteurs
de charge.
5°) Calculer la densite d'etats effective N c a 1 100 °C. On prendra
comme masse effective m* = 3 m 0 ou m 0 est la masse de 1'electron au repos, egale a 9,109 10~
31 kg. En supposant N c ~ N v ,
calculer la conductivite du dioxyde stoechiometrique a 25 et
1 100 °C.
6°) A partir des donnees precedentes, calculer la position du niveau
de Fermi pour x = 1,2 10~
4 et 6,8 10~
4 a 1 100 °C. Que peut-on dire
du niveau donneur correspondant aux defauts ?