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3.5.3.b Cas d’une sous stœchiométrie en strontium - Préambule Depuis quelques années, l’accent est donné à l’étude de la non-stœchiométrie en strontium au sein des cavités cuboctaédriques de la phase SrBi2Ta2O9. Noguchi et al. ont rapporté que les films minces obtenus par décomposition d’organométalliques à partir de solutions contenant 20% de strontium en moins et un excès de 10% en bismuth montraient une orientation aléatoire des cristallites avec néanmoins une grande intensité selon les plans (115) et un maximum de la valeur de la polarisation rémanente [181]. Par la suite, de nombreux autres auteurs ont combiné une sous-stœchiométrie en strontium avec une surstœchiométrie en bismuth [175, 182-184]. Nous avons déjà précisé que l’axe polaire dans ces phases dérivant de la structure perovskite se confond avec l’axe cristallographique a de la structure orthorhombique. La polarisation spontanée trouverait naissance selon cette direction grâce aux des déplacements cationiques du bismuth appartenant aux feuillets Bi2O2 2+ et des oxygènes des octaèdres TaO6. Dans le cas des phases sous stœchiométriques en strontium, les auteurs ont expliqué que la substitution partielle du strontium par du bismuth dans ces phases (m = 2) entraînait des contraintes plus importantes sur les blocs perovskites conduisant à une distorsion structurale plus importante justifiant ainsi une augmentation de la polarisation spontanée. Au sein des phases étudiées ici, SBT15 et BBT15, les blocs perovskites contiennent initialement du bismuth mais nous avons néanmoins constaté un effet de la diminution de la teneur en strontium sur les microstructures types que nous avons étudiées en fonction du procédé (rampe de chauffe, couche de nucléation). - Diagrammes de diffraction La composition nominale du sol de SBT15 de la présente étude devient (Sr/Bi/Ti = 0,9/4,6/4) et nous pouvons remarquer l’impact de la stœchiométrie au niveau de la microstructure et de l’orientation cristalline des films minces issus de l’utilisation de ce type de solutions (Figure 56). - 130 -
Figure 56 : Diagrammes de diffraction des rayons X et micrographies MEB correspondantes de trois films de SBT15 issus d’un sol sous stœchiométrique en strontium et surstoechiométrique en bismuth (15%). (a) 30min/800°C/TC 10°C.min -1 , (b) 30min/800°C/RTA, (c) 30min/800°C/RTA*. - 131 -
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Remerciements Je tiens à remercier
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