Evolution du facteur de Goldschmidt, de la densité de dislocation, de l’effet de Jahn-Teller et des propriétés microstructurales et magnétiques de quelques oxydes pérovskites préparés par la méthode conventionnel.

Abstract

Les manganites La0,7Ba0,15Sr0,15MnO3 et La0,7Ba0,15Sr0,15Mn0.95Zn0,05O3 ont été préparés avec succès par la méthode de réaction à l’état solide. La caractérisation expérimentale a été menée par six techniques d’analyse: la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie de dispersion d’énergie des RX (EDAX), l’infrarouge à transformation Fourier (FTIR), la spectrométrie de photoélectrons X (XPS) et la magnétométrie à échantillons vibrant (VSM). La DRX a montré que les échantillons sont bien cristallisés dans une structure pérovskite simple rhomboédrique (hexagonale) sous le groupe d’espace R-3C. L’affinement par la méthode de Rietveld a montré que le volume de la maille a diminué, avec le dopage par Zn, de 354.42 Å3 à 354.17 Å3 . Les distances interatomiques et les angles entre liaisons ont été déterminés et discutées. La structure en 3D et la régénération de diffractogrammes numériques ont été établies et discutées. L’exploitation des résultats de l’affinement nous ont permis de déterminer le facteur de tolérance de Goldschmidt (t), la densité de dislocation () et largeur de la bande interdite (W). Les valeurs obtenues sont en accord avec ceux des travaux de recherches antérieurs et en harmonie avec les autres résultats trouvés dans le cadre de ce travail. La taille des cristallites a été estimée par la méthode de Williamson-Hall. Les résultats obtenus montrent que le dopage par Zn favorise son légère diminution. Les contraintes internes  sont de l’ordre de 10-4 . Une augmentation sensible a été constaté avec le dopage par le Zn. Une légère diminution du taux de dislocation 𝛿 a été remarquée avec le dopage, de 6.28 1014 𝑙𝑖𝑔𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑚² à 5.49 1014 𝑙𝑖𝑔𝑛𝑒𝑠 𝑐𝑚² . La largeur de la bande passante électronique W a présenté une diminution sensible de 0.506 à 0.093 avec le dopage. La MEB a montré le caractère granulaire et relativement poreux de nos échantillons, la forme polygone avec des coints arrondis; la taille micrometrique des grains qui varie entre 0.7 m et 8 m pour le non-dopé et entre 0.48 m et 5 m pour l’échantillon dopé par le Zn. Le dopage par le Zn favorise l’augmentation légère de la taille des grains. L’augmentation du grossissement jusqu’à x50 000 à montré que les grains sont formés à partir d’un empilement des hexagones qu’on croit qu’il est à son tour formé de trois rhomboèdres juxtaposés. L’analyse par EDAX a montré la pureté de nos échantillons et la présence de tous les éléments de constitution. La caractérisation par infra rouge a transformation fourirer (FTIR) a montré l’existence des modes correspondants à la vibration d’élongation de Mn-O-Mn, à l’étirement et la flexion de l’octaèdre MnO6. L’étude qualitative par la spectrométrie photo électronique X (XPS) a confirmé la pureté de nos échantillons en matière d’éléments de constitution. En fin, la magnétométrie à échantillon vibrant (VSM) a montré le caractère ferromagnétique de nos échantillon à 300 K. Elle nous a également permet de determiner le champ coercitif et la magnétisation rémanente. Leurs valeurs de Hc et Mr ont considérablement diminuées avec le dopage par Zn. Elles se sont passées de Hc= 8,793 Oe, Mr =0.082 emu/g pour le non dopé à Hc= 5,864 Oe et Mr =0.082 emu/g pour le l’échantillon dopé.