Exercices de chimie des solides
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La position du niveau de Fermi E F est directement liée à la concentration en
défauts. On peut calculer sa valeur à partir de la relation 6.13 (Chimie des
solides, p. 287) :
E F = E C + kT log n/N C
Les valeurs sont reportées dans le tableau précédent et sur la figure suivante.
La position des niveaux donneurs par rapport au niveau de Fermi influence
directement la nature des lacunes anioniques, comme cela a été longuement
discuté (Chimie des solides, chapitre 9). On peut résumer ce qui a été dit :
– Si E F = E d2 = E b = −0,55 eV
[V
◦◦ ] = [V
◦ ]
– Si E F < E d2 = E b = −0,55 eV
[V
◦◦ ] [V
◦ ]
– Si E F > E d2 = E b = −0,55 eV
[V
◦◦ ] [V
◦ ]
En toute rigueur, pour les pressions plus basses, il faudrait considérer les
lacunes neutres, c’est-à-dire ayant piégé deux électrons, mais d’autres types
d’analyse (microscopie électronique) suggèrent plutôt la présence de cations
interstitiels avec leur mise en ordre pour donner des plans de cisaillement
cristallographique (Chimie des solides, p. 316-317).