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Texte intégral en version PDF - Epublications - Université de Limoges

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mom<strong>en</strong>ts dipolaires et donc la polarisation résultante sont ori<strong>en</strong>tés dans un s<strong>en</strong>s<br />

id<strong>en</strong>tique, différ<strong>en</strong>t <strong>de</strong>s domaines adjac<strong>en</strong>ts. Les domaines ferroélectriques d’un<br />

cristal sont séparés par <strong>de</strong>s interfaces n’excédant pas une dizaine d’angströms<br />

d’épaisseur appelées parois <strong>de</strong> domaines. Une paroi <strong>de</strong> domaine n’est pas une<br />

interruption <strong>de</strong> l’ordre au sein d’une cristallite, il s’agit tout au plus d’une zone où le<br />

réseau est distordu.<br />

L’origine <strong>de</strong> cette structuration <strong>en</strong> domaines peut s’expliquer qualitativem<strong>en</strong>t.<br />

Un domaine homogène, possédant une polarisation spontanée, prés<strong>en</strong>te à sa<br />

surface <strong>de</strong>s charges électriques donnant naissance à un champ interne dépolarisant.<br />

C’est pour minimiser les effets <strong>de</strong> ce champ dépolarisant, et donc l’énergie qui lui est<br />

associée, que le cristal se structure <strong>en</strong> régions prés<strong>en</strong>tant <strong>de</strong>s directions <strong>de</strong><br />

polarisation différ<strong>en</strong>tes.<br />

Les monocristaux peuv<strong>en</strong>t être monodomaines mais une partition <strong>en</strong> plusieurs<br />

domaines a souv<strong>en</strong>t été observée par microscopie optique <strong>en</strong> lumière polarisée, et<br />

l’application <strong>de</strong> champs électriques appropriés permet <strong>de</strong> passer d’une configuration<br />

à l’autre, ou d’inverser la polarisation à l’intérieur <strong>de</strong>s domaines.<br />

Selon la symétrie et la structure cristalline du matériau ferroélectrique, il sera<br />

possible <strong>de</strong> distinguer par exemple <strong>de</strong>s domaines à 180° (les vecteurs polarisation<br />

dans <strong>de</strong>ux domaines voisins sont ori<strong>en</strong>tés <strong>en</strong> s<strong>en</strong>s inverse) et à 90° (les vecteurs<br />

polarisation dans <strong>de</strong>ux domaines voisins sont perp<strong>en</strong>diculaires).<br />

Cette structure <strong>en</strong> domaines va se changer sous l’effet d’un champ électrique<br />

qui modifie la direction <strong>de</strong> la polarisation spontanée. Cette réori<strong>en</strong>tation est la<br />

conséqu<strong>en</strong>ce, d’une part, du déplacem<strong>en</strong>t <strong>de</strong>s parois <strong>de</strong> domaines et, d’autre part,<br />

<strong>de</strong> la nucléation et <strong>de</strong> la croissance <strong>de</strong> nouveaux domaines, dans lesquels la<br />

polarisation spontanée possè<strong>de</strong> une direction voisine <strong>de</strong> celle du champ appliqué.<br />

Il est alors possible <strong>de</strong> décrire l’évolution <strong>de</strong> la polarisation <strong>en</strong> fonction du<br />

champ appliqué, c’est-à-dire <strong>de</strong> justifier microstructuralem<strong>en</strong>t la forme d’hystérésis<br />

observé sur le cycle (P-E). Pour l’application d’un faible champ électrique, la<br />

polarisation dép<strong>en</strong>d linéairem<strong>en</strong>t du champ, le déplacem<strong>en</strong>t <strong>de</strong>s parois <strong>de</strong> domaines<br />

est <strong>en</strong>core réversible. Lorsque le champ augm<strong>en</strong>te, la nucléation <strong>de</strong> nouveaux<br />

domaines et le déplacem<strong>en</strong>t <strong>de</strong>s parois <strong>de</strong>vi<strong>en</strong>n<strong>en</strong>t irréversibles et la polarisation<br />

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