Etude de capacités en couches minces à base d'oxydes métalliques ...

tel-00141132, version 1 - 11 Apr 2007
Chapitre 2 : Elaboration de films minces de STO et BTO
De manière simple, on peut présenter ces composés comme étant des matériaux ioniques de
formule générale ABX3 et de géométrie cubique avec (Figure 2-2) :
• A, un cation de grand rayon disposé aux sommets de la maille (dans cette étude Sr² +
ou Ba 2+ ),
• B, un cation de rayon plus faible, disposé au centre de la maille (dans cette étude Ti 4+ ),
• X, un anion au centre de chaque face du cube (O 2- ).
Les ions oxygène forment un octaèdre au centre duquel se trouve le cation B et dont le
mouvement est la composante clef des transitions de phase pour ces composés pérovskites.
Figure 2-2 : Maille pérovskite cubique
1.3. Considérations cristallographiques
1.3.1. BaTiO3 [1]
La température de Curie du BTO, qui marque la transition entre la phase paraélectrique et la
phase ferroélectrique, est de 120°C. Au-dessus de cette température le BTO est paraélectrique
et présente la phase non polaire cubique (a = 4,009 Å) de groupe d’espace Pm3m,
centrosymétrique et non-piézoélectrique.
En dessous de cette température le BTO est ferroélectrique et présente une phase polaire
quadratique (a = 3,992 Å et c = 4,032 Å) de groupe d’espace P4mm, stable jusqu’à 5°C.
L’axe 4 de rotation est donc la direction polaire, identifié à l’axe quadratique c de la maille
cristalline. La direction de polarisation est parallèle à la direction du cube de départ.
Comme il existe six axes équivalents dans la phase cubique, l’axe polaire peut être
parallèle à n’importe laquelle de ces six directions équivalentes. La maille quadratique résulte
de l’élongation d’un axe du cube de départ pour devenir l’axe c, les deux autres axes étant
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