Table des matières
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8 Substitutions dans les solides. Dopage
139
Exercice 8.1. Défaut de substitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Exercice 8.2. Dioxyde de titane conducteur par substitution . . . . . 143
Exercice 8.3. Substitution dans les pérovskites PZT . . . . . . . . . . 146
Exercice 8.4. Substitutions dans le chromite de lanthane La CrO 3 . . 149
Exercice 8.5. Substitutions dans l’oxyde supraconducteur
Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+δ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9 Énergies de formation et d’ionisation des défauts
155
Exercice 9.1. Énergie de formation des défauts intrinsèques
dans l’oxyde de magnésium . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Exercice 9.2. Enthalpie de formation des lacunes anioniques
dans TiO 2−x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Exercice 9.3. Concentration électronique dans le germanium
dopé par le phosphore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Exercice 9.4. Ionisation des défauts dans le dioxyde de titane . . . . 164
10 Notions de thermodynamique des phénomènes
irréversibles
171
Exercice 10.1. Expressions de la loi d’Ohm . . . . . . . . . . . . . . . 172
Exercice 10.2. Loi de Fourier et cœfficients phénoménologiques . . . 173
11 Transport de matière. Diffusion chimique
175
Exercice 11.1. Auto-diffusion dans le nickel . . . . . . . . . . . . . . 176
Exercice 11.2. Vitesse de diffusion du carbone dans l’acier . . . . . . 177
Exercice 11.3. Détermination du coefficient de diffusion du carbone
dans l’acier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Exercice 11.4. Détermination du coefficient de diffusion de l’oxygène
dans l’oxyde de niobium . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
12 Conductivité électrique des oxydes
185
Exercice 12.1. Classification de Zaanen, Sawatzky et Allen.
Modèle de Hubbard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Exercice 12.2. Conductivité électronique du dioxyde de titane
non stœchiométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Exercice 12.3. Conductivité électronique d’un spinelle :
la magnétite Fe 3 O 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Exercice 12.4. Conductivité des oxydes M 2 O 3 . . . . . . . . . . . . . 199
Exercice 12.5. Conductivité électronique pérovskites . . . . . . . . . 200
Exercice 12.6. Conductivité des spinelles (Co,Fe) 3 O 4 . . . . . . . . . 202
13 Électrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
205
Exercice 13.1. Conductivité de KCl substitué par SrCl 2 .
Enthalpie de formation des défauts . . . . . . . . . . . 206
Exercice 13.2. Piles au lithium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
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8 Substitutions dans les solides. Dopage
139
Exercice 8.1. Défaut de substitution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Exercice 8.2. Dioxyde de titane conducteur par substitution . . . . . 143
Exercice 8.3. Substitution dans les pérovskites PZT . . . . . . . . . . 146
Exercice 8.4. Substitutions dans le chromite de lanthane La CrO 3 . . 149
Exercice 8.5. Substitutions dans l’oxyde supraconducteur
Bi 2 Sr 2 CaCu 2 O 8+δ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
9 Énergies de formation et d’ionisation des défauts
155
Exercice 9.1. Énergie de formation des défauts intrinsèques
dans l’oxyde de magnésium . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Exercice 9.2. Enthalpie de formation des lacunes anioniques
dans TiO 2−x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Exercice 9.3. Concentration électronique dans le germanium
dopé par le phosphore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Exercice 9.4. Ionisation des défauts dans le dioxyde de titane . . . . 164
10 Notions de thermodynamique des phénomènes
irréversibles
171
Exercice 10.1. Expressions de la loi d’Ohm . . . . . . . . . . . . . . . 172
Exercice 10.2. Loi de Fourier et cœfficients phénoménologiques . . . 173
11 Transport de matière. Diffusion chimique
175
Exercice 11.1. Auto-diffusion dans le nickel . . . . . . . . . . . . . . 176
Exercice 11.2. Vitesse de diffusion du carbone dans l’acier . . . . . . 177
Exercice 11.3. Détermination du coefficient de diffusion du carbone
dans l’acier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Exercice 11.4. Détermination du coefficient de diffusion de l’oxygène
dans l’oxyde de niobium . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
12 Conductivité électrique des oxydes
185
Exercice 12.1. Classification de Zaanen, Sawatzky et Allen.
Modèle de Hubbard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Exercice 12.2. Conductivité électronique du dioxyde de titane
non stœchiométrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Exercice 12.3. Conductivité électronique d’un spinelle :
la magnétite Fe 3 O 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Exercice 12.4. Conductivité des oxydes M 2 O 3 . . . . . . . . . . . . . 199
Exercice 12.5. Conductivité électronique pérovskites . . . . . . . . . 200
Exercice 12.6. Conductivité des spinelles (Co,Fe) 3 O 4 . . . . . . . . . 202
13 Électrochimie des solides. Conducteurs ioniques. Piles
205
Exercice 13.1. Conductivité de KCl substitué par SrCl 2 .
Enthalpie de formation des défauts . . . . . . . . . . . 206
Exercice 13.2. Piles au lithium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210