Etude structurale microstructurale et électrique du composé Bi2Sr2CaCu2O8 dopé par le fluorure de gadolinium(GdF3)

Abstract

Le travail de ce mémoire a pour but d’étudier l’effet du dopage par le fluorure de gadolinium (GdF3) sur les propriétés structurales, microstructurales et électriques du composé supraconducteur à base de bismuth Bi1.6-xGdxPb0.4Sr2Ca1Cu2O8F3x (x = 0 ; 0,02 ; 0,04 et 0,06). Les phases étudiées sont élaborées par la réaction à l’état solide à partir d’oxydes et de carbonates qui sont Bi2O3, SrCO3, CaCO3, PbO, CuO et GdF3. Elles sont caractérisées par la diffraction de rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB) complété par l’EDAX et la mesure de la résistivité ρ(T). Les facteurs Rp, Rwp, GOF et la fraction volumique nous a permis de voir l’évolution des trois phases Bi-2212, Bi-2201 et Ca2PbO4. En comparaison avec l'échantillon non dopé (x=0), le paramètre de maille c de la phase Bi-2212 a diminué avec le dopage de GdF3, alors que les paramètres a, b restent presque stable. On note une diminution du volume de la phase Bi-2212 qui suit la même variation du paramètre c. Les résultats de DRX montrent l’obtention de la phase Bi(Pb)-2212 avec une fraction majoritaire. Les microphotographies MEB ont montré que le dopage par GdF3 a fait améliorer la compacité des grains par rapport à l’échantillon non dopé. L’analyse EDAX atteste sur la bonne pureté des échantillons. La variation de la résistivité en fonction de la température montre que tous les échantillons présentent une seule transition supraconductrice qui est due à l’existence d’une seule phase dominante qui est la Bi(Pb)-2212. Les températures critiques de transition Tc.on et Tc.off sont augmentées en valeurs avec l’augmentation de la quantité du dopage GdF3, ce qui peut être expliqué par l’augmentation de la concentration des porteurs de charges dans les plans CuO2.