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Optimisation de mousses de carbone dérivées de tannin par l’étude et la modélisation de leurs propriétés physiques / Optimization of tannin-based carbon foams by the study and the modelling of their physical propertiesLetellier, Maxime 08 December 2015 (has links)
Dans cette thèse, des matériaux alvéolaires modèles sous forme de mousses réticulées et/ou cellulaires en carbone vitreux ont été préparés pour en étudier et en modéliser les propriétés physiques. Les mousses de carbone cellulaires ont été obtenues par pyrolyse sous azote de mousses rigides constituées principalement de tannins et d’alcool furfurylique, issus de la biomasse. Leurs structures poreuses ont été modifiées au travers de la variation des formulations des mousses organiques précurseurs. D’autres mousses réticulées, constituées uniquement d’une ossature sans parois cellulaires, ont été préparées par réplication de mousses polymères commerciales. Les structures de l’ensemble des matériaux ont été caractérisées à l’aide de diverses méthodes telles que la microscopie électronique et la microtomographie X. Leurs propriétés physiques ont été étudiées par des mesures mécaniques, acoustiques, thermiques et électromagnétiques. La caractérisation mécanique a été réalisée en compression quasi-statique en menant une étude comparée avec et sans plaques collées sur les surfaces des échantillons. Les tests acoustiques ont été réalisés avec un tube d’impédance à deux microphones et par mesures de résistivité à l’air. La conductivité thermique a été étudiée par les méthodes Hot Disk et laser flash, cette dernière étant couplée à des mesures de dilatation thermique et de capacité calorifique. Les mesures électromagnétiques ont été effectuées dans une large gamme de fréquences, de 20 Hz jusqu’aux Térahertz et infrarouge lointain à l’aide de ponts RLC, analyseur de réseau et guides d’ondes, et spectromètres Térahertz et infrarouge. Ce travail a permis d’étudier l’influence précise de différents paramètres structuraux tels que la densité, la taille, l’inter-connectivité et la forme des cellules ou encore la tortuosité, sur les propriétés physiques des mousses. Il a été finalement possible, selon les cas, de valider des modèles existants, d’en proposer des versions plus raffinées, ou d’observer de nouveaux phénomènes / In this PhD work, alveolar materials in the form of carbon cellular and/or reticulated foams were produced in order to study and to model their physical properties. Cellular carbon foams were obtained by pyrolysis under nitrogen flow of rigid foams mainly derived from biomass-based tannins and furfuryl alcohol. The structures of these foams were tailored through the modification of the formulation of their organics precursors. The reticulated foams, only comprising a solid skeleton made of struts without cell walls, were prepared from polymeric commercial foams through a template method. The structures of all of these materials were thoroughly characterised by using different methods such as electron microscopy and X-ray microtomography. The physical properties of these foams were investigated through mechanical, acoustic, thermal and electromagnetic measurements. Mechanical characterisations were carried out in quasi-static compression through a comparative study with or without plates glued to the samples surfaces. The acoustic tests were done with a 2-microphones impedance tube and through air resistivity measurements. The thermal conductivity was investigated by Hot Disk and Laser flash methods, the latter being coupled with thermal expansion and heat capacity measurements. The electromagnetic characterisations were performed in a wide range of frequencies, from 20 Hz to terahertz and far infrared through LRC-meter, network analyser and waveguides, and terahertz and infrared spectrometers. This work allowed studying precisely the influence of different structural parameters such as density and cell size, interconnectivity and shape, as well as tortuosity, on the physical properties of foams. It was finally possible, depending on the cases, to check the validity of existing models, to suggest improvements or limitations, or to observe new phenomena.
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Esthétique de la danse : définitions, expression et compréhension chorégraphiques / Aesthetics of Dance : Definitions, Choreographic Expression and UnderstandingBeauquel, Julia 08 March 2013 (has links)
Ce travail d'esthétique philosophique est une analyse de l'art chorégraphique.Souvent considérée comme une forme d'expression immédiate et naturelle, la danse est aussi un art dont l'histoire relativement récente, les styles et les contenus thématiques sont riches et variés. Cette paradoxale combinaison de simplicité et de complexité mène à mettre en question nos systèmes théoriques les plus sophistiqués et nos distinctions conceptuelles les plus ancrées.Les avantages et inconvénients de diverses définitions philosophiques de l'art sont examinés, avant d'aborder la question du fonctionnement symbolique et de la réalité des propriétés chorégraphiques. En tant qu'art multiple, la danse représente un défi ontologique. Un chapitre est consacré aux processus créatifs, au statut de la notation et au rapport entre les oeuvres, leurs représentations et leurs interprétations. Après avoir proposé une définition de la danse, le travail étudie le concept d'expression. Outre les états mentaux et les mouvements physiques, l'intention et l'action, la liberté et le déterminisme, les notions d'expressivité naturelle, de technique, de style et de signification font l'objet d'une étude approfondie. Les dichotomies philosophiques traditionnelles se révèlent inadaptées à la danse, laquelle réconcilie la sensibilité et la rationalité, l'émotion et la compréhension, la spontanéité et la délibération, l'activité et la passivité, l'intériorité et l'extériorité, la contrainte et la liberté. / This study is a philosophical aesthetic analysis of choreographic art. Often considered as an immediate and natural form of expression, dance is also an art with a relatively recent, rapidly evolving history and varied styles and thematic contents. This paradoxical combination of simplicity and complexity leads to question our most sophisticated theoretical systems and our most apparently obvious conceptual distinctions, in a reconsideration of fundamental philosophical problems.The advantages and drawbacks of diverse definitions of art are examined, before addressing the symbolic functioning and the reality of choreographic properties. As a multiple art, dance is an ontological challenge. A chapter is devoted to the creation processes, the status of notation and the relation between the works and their performances and interpretations. After proposing a definition of dance, the study focuses on the concept of expression. In addition to mental states and physical movements, intention and action, freewill and determinism, the notions of natural expressiveness, technique, style and meaning are studied in detail. The traditional philosophical dichotomies appear to be inadequate to dance, insofar as this art reconciles sensibility and rationality, emotion and understanding, spontaneity and deliberation, activity and passivity, interiority and exteriority, constraint and freewill.
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Dynamique de l'eau et dissipation de l'isoxaflutole et du dicétonitrile en monoculture de maïs irrigué : effets du mode de travail du sol et de gestion de l'intercultureAlletto, Lionel 06 December 2007 (has links) (PDF)
Les systèmes intensifs de monoculture de maïs ont conduit à une contamination importante des eaux souterraines et superficielles par les pesticides sur le bassin versant Adour-Garonne. Dans une logique de gestion de ce risque environnemental, l'objectif général de cette thèse est d'apporter des éléments de compréhension de la dynamique de l'eau et du devenir de molécules herbicides sous différentes conduites culturales du maïs. Les molécules herbicides étudiées sont l'isoxaflutole et son produit de dégradation possédant l'action herbicide, le dicétonitrile, qui représentent une solution de remplacement de l'atrazine dans les programmes de désherbage. Quatre systèmes de culture du maïs, croisant deux techniques de travail du sol (technique conventionnelle avec labour vs. technique de conservation avec travail superficiel) avec deux modes de gestion de la période d'interculture (sol nu vs. sol couvert par une culture intermédiaire), sont conduits sur une parcelle agricole située sur un sol limoneux hydromorphe de la vallée alluviale de la Garonne. Les dynamiques de l'eau et des herbicides ont été suivies durant deux années (2005 et 2006) en conditions de plein champ à partir d'un dispositif instrumenté. En complément, une caractérisation détaillée de l'hétérogénéité des propriétés physiques du sol et des mécanismes impliqués dans la dissipation des pesticides, notamment la rétention et la dégradation des pesticides par le sol, a été menée en s'appuyant sur une description morphologique des compartiments de sol créés par les opérations culturales successives. Certains des paramètres obtenus ont ensuite été utilisés dans un travail de modélisation des dynamiques de l'eau et des solutés sur les modalités les plus contrastées (i.e. technique conventionnelle / sol nu et technique de conservation / sol couvert), à l'aide du modèle HYDRUS 2D. Les résultats de suivi au champ montrent un fonctionnement hydrodynamique différencié entre les systèmes de travail du sol en 2005. Un drainage plus important sous les modalités en technique conventionnelle durant la période de culture est mesuré mais demeure sans conséquence significative sur les pertes d'herbicide. En 2006, en revanche, aucun effet lié au travail du sol sur le drainage n'a été mis en évidence. Sur cette année là, les pertes d'eau et d'herbicide ont été plus faibles sous les modalités ayant reçu au préalable un couvert végétal en période d'interculture ce qui peut s'expliquer par un ralentissement de la migration de l'eau et des solutés consécutifs à un assèchement du sol par le couvert. L'étude des capacités d'infiltration en surface dans les différentes modalités a permis de mettre en évidence l'importance de la variabilité temporelle des propriétés hydrodynamiques du sol travaillé qui, selon la période à laquelle les mesures sont conduites, peut induire un biais dans l'estimation de ces propriétés. Les mesures de conductivité hydraulique réalisées dans les profils culturaux indiquent des capacités de conduction de l'eau globalement plus faibles mais plus homogènes en technique de conservation qu'en technique conventionnelle. Le travail du sol à la charrue est en effet à l'origine d'une importante variabilité verticale et latérale des propriétés physiques, variabilité que nous identifions également dans les mesures de teneur en eau immobile du sol, à l'origine d'un transport préférentiel des solutés. Au niveau des pesticides étudiés, la rétention des deux composés est corrélée à la teneur en carbone organique des compartiments de sol concernés, se traduisant par une rétention supérieure en technique de conservation. La dégradation de l'isoxaflutole étant essentiellement abiotique, le travail du sol n'a que peu d'effet sur elle et ce sont principalement les conditions du milieu qui influencent la cinétique de dégradation. En revanche, la dégradation du dicétonitrile, d'origine biologique, est plus rapide en technique de conservation et reste sensible aux conditions d'incubation. Là-encore, une variabilité verticale et latérale des propriétés de dégradation en technique conventionnelle lié au travail du sol à la charrue a été mise en évidence, alors qu'en technique de conservation, la variabilité de la dégradation du dicétonitrile est associée à la stratification verticale des matières organiques. La modélisation des phénomènes observés a tout d'abord permis de souligner une déconnection importante entre les mesures physiques réalisées en laboratoire (rétention en eau) et le fonctionnement du sol non perturbé. L'utilisation de mesures de terrain du potentiel matriciel et de la teneur en eau du sol, couplée à une étape de modélisation inverse, a abouti à une bonne représentation de la dynamique de l'eau et des solutés sous les deux modalités étudiées. Les représentations numériques ainsi obtenues indiquent des pertes en herbicide plus faibles en technique de conservation / sol couvert mais soulignent également la nécessité d'une prise en compte simultanée de l'hétérogénéité du milieu sol et du développement racinaire de la plante.
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Les galaxies de faible masse vues par MUSE et l'amplification gravitationnelle / Low mass galaxies seen by MUSE and gravitational lensingMartinez, Johany 12 June 2019 (has links)
La formation et l'évolution des galaxies reste à ce jour un des mystères de l'Univers observable. Dans le but d'améliorer notre connaissance dans ce domaine, la recherche a utilisé les différentes campagnes d'observation pour caractériser les relations d'échelle des propriétés physiques dans le but de mieux contraindre et comprendre les populations de galaxies aux différentes étapes de leur vie au cours de l'histoire de l'Univers. Depuis les dernières décennies, les études tentent d'étendre ces relations d'échelles dans l'espace des paramètres. C'est dans ce mouvement là que s'inscrit ce projet de thèse. La photométrie des galaxies à haut redshift contient la signature des propriétés physiques comme la masse stellaire, le taux de formation stellaire et l'extinction. Dans cette étude, j’ai réalisé une analyse SED des galaxies amplifiées à z>3 en utilisant les images profondes de Hubble, Bande-K et IRAC des Fontier Fields. Nous avons réalisé la décontamination de ces images en ajustant automatiquement les galaxies avec GALFIT, en utilisant un script Python développé qui prend en compte les niveaux de contamination relatif de toutes les galaxies du champ. Nous avons ensuite ajusté les SEDs décontaminées en utilisant des synthèses de populations stellaires.J’ai appliqué cette méthode pour obtenir les SFR, les SM et les tailles d'un échantillon de 63 galaxies à z>3 détectées dans les champs de A2744 et MACS0416, spectroscopiquement confirmées par MUSE. L'amplification très forte de ces amas nous a permis de collecter un échantillon robuste de galaxies de faibles masses/faibles luminosité, permettant de contraindre les relations d'échelles dans des zones encore in-explorées / Galaxy formation and evolution is one of the most challenging mysteries in the observable Universe. In order to improve our knowledge in this field, the research make use of different observation programs to characterize scaling relations of physical properties, to better constrain and understand galaxy population at different stages of their lives throughout the history of the Universe. Since the past decades, studies are trying to extend those scaling relations in the parameter space. It is in this movement that this thesis project fits. The Spectral Energy Distribution(SED) of high redshift galaxies contains the signature of physical properties such as stellar mass, SFR and extinction. In this work, we perform a SED analysis of magnified galaxies at z>3 using deep Hubble, VLT and Spitzer/IRAC images of the Frontier Fields galaxy clusters. Due to the size of the Kband PSF and specially IRAC PSF and the high density of bright cluster members, it is crucial to deblend Kband and IRAC images to get a reliable SED. We do this by automatically fitting the contaminating galaxies with GALFIT, using a custom Python script which accounts for the relative levels of contamination from each cluster member. We model the decontaminated SED using stellar population models. We apply this method to derive SFR, masses and sizes of a sample of 63 galaxies at z>3 detected in the A2744 and MACS0416 fields, spectroscopically confirmed with MUSE. The very strong amplification of these clusters allow us to collect a robust sample of low-mass galaxies (108 M?), probing the low-luminosity part of scaling relations between stellar mass & size and stellar mass & stellar formation rate
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Caractérisation pétrophysique et hydrodynamique du socle cristallinBelghoul, Akram 14 December 2007 (has links) (PDF)
Le socle cristallin fracturé, situé à Ploemeur (Bretagne sud, France) est l'objet de ce travail de thèse. L'étude détaillée du socle nécessite une bonne compréhension de la structure interne, à savoir les propriétés intrinsèques, le mode d'écoulement, la densité et la distribution des fractures. Ce travail de thèse est consacré à la caractérisation pétrophysique des formations granitiques. Les propriétés physiques ont été déterminées à partir de l'interprétation des données de mesures de géophysique en forage, des images de paroi du puits et des mesures pétrophysiques réalisées sur carottes en laboratoire. Afin de replacer les mesures dans leur contexte lithologique, une lame mince a été analysée pour chaque mini-carotte. Les formations lithologiques rencontrées dans le socle cristallin de Ploemeur sont des schistes et granites sains et altérés, ces deux lithologies étant séparées par une zone de faille. Les résultats ont montré que les propriétés pétrophysiques des roches étaient fonction à la fois de la variation de la porosité et du degré d'altération des roches et que la topologie de l'espace poreux était fortement dépendante de la porosité. Cette thèse introduit une nouvelle formule entre la résistivité électrique et la porosité. De plus, les mesures en laboratoire sur les échantillons de Ploemeur révèlent que les vitesses sismiques ne sont pas seulement fonction de la quantité de porosité, mais aussi fonction de facteur de forme. Ce dernier a été calculé sur les échantillons du socle de Ploemeur à partir des vitesses acoustiques. Les résultats ont montré que la porosité est de forme fissurale. L'intégration des données issues des images optiques et acoustiques, des mesures de géophysique en forage, et de la description des carottes a permis d'étudier de façon détaillée la géologie et l'hydrodynamique du socle de Ploemeur. L'intégration effective de ces différentes méthodes avec les tests hydrogéologiques ressort comme la meilleure façon de caractériser les fractures et les circulations en eau dans le socle.
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Influence de la stœchiométrie sur les propriétés physiques du multiferroïque BiFeO3Jarrier, Romain 06 February 2012 (has links) (PDF)
Le matériau BiFeO3 (BFO) est le sujet de très nombreuses études fondamentales dans le domaine des matériaux multiferroïques. Cet intérêt est du au fait que cet oxyde présente deux ordres à longue distance à la température ambiante : ferroélectricité et antiferromagnétisme de type G (ce dernier est aussi non colinéaire avec la présence de faible ferromagnétisme ainsi qu'une modulation de spin de type cycloïdale possédant une longueur d'onde de 620 angstrœm). Il est alors possible d'étudier les comportements de couplage entre les propriétés électrique et magnétique. Ce travail concerne principalement la synthèse, les structures haute température, et les propriétés physiques (électronique et magnétique principalement) du matériau BiFeO3 ayant subi des recuits de différentes pressions partielles d'oxygène. La première étape de ce travail concerne l'étude de la synthèse afin de déterminer le protocole optimal de réalisation des céramiques. Les recuits sous atmosphère ont eu pour but de modifier la stœchiométrie en oxygène du matériau, afin d'affecter ses propriétés physiques. Des modifications de faible amplitude de certaines propriétés ont été détectées, mais à l'inverse, la température de Néel et la température de Curie ne sont pas affectées.Concernant la nature des structures haute température, les phases beta et gamma, sujettes à de nombreuses controverses dans la littérature, ont été étudiées par diffraction des rayons X et analyse DSC sur BFO pur ou avec excès de bismuth. Cet excès a permis de stabiliser la phase gamma entre 940 et 950°C, en évitant sa décomposition. Pour compléter ce travail sur BFO en phase pure, nous avons dopé des céramiques avec 10 % de Zr4+ pour étudier le comportement structurale à haute température, ainsi que les propriétés magnétiques et électriques de cette nouvelle composition. Enfin, des simulations numériques sur le composé stœchiométrique, lacunaire en bismuth ou en oxygène ont été réalisées pour comprendre les évolutions structurale, électronique et magnétique du matériau suite aux recuits. La dernière partie est une étude sur le comportement basse température de BFO pur sous différentes formes : nanotubes, céramiques et monocristaux. Nous avons analysé le comportement électrique (impédance, pyroélectricité, RPE et électrostriction), magnétique (aimantation en fonction de la température et du champ magnétique) et structurale (rayon X en thêta-2thêta et rasant, DSC, microRaman et résonance d'ultrasons). Suite à ces études, trois températures sont observées comme présentant un comportement particulier : 140 et 200 K, qui semblent liées par de nombreuses techniques d'analyses et ressortent comme étant une transition à la surface de BFO, mais aussi 180 K où nous avons un écart à la linéarité de la dilatation thermique et un effet d'électrostriction.
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Étude des propriétés physiques de nanofils individuels de carbure de silicium par émission de champChoueib, May 24 July 2009 (has links) (PDF)
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la caractérisation physique de nanofils (NF) semiconducteurs (SC) qui est un domaine en plein essor ces dernières années. Plus précisément, nous explorons l'émission de champ (EC) de NFs individuels de Carbure de Silicium (SiC) pour leur potentialité comme source d'électrons, mais surtout pour étudier leurs propriétés de transport électrique, optiques et mécaniques.Le rôle important joué par la surface dans ces NFs a été prouvé par des traitements in situ qui ont eu des conséquences radicales sur l'EC dévoilant ainsi des propriétés d'émission propres aux SCs. En particulier, un régime de saturation, en accord avec la théorie d'EC des SCs, associé à une forte dépendance de l'émission à la température et à l'illumination laser a été révélé pour la première fois pour un NF. Ces mesures ouvrent des perspectives importantes tant pour la recherche fondamentale que pour les applications telles que la réalisation de photocathodes et de sources d'électrons pilotées optiquement ou par la température. Les caractéristiques courant-tension-température associées à l'analyse en énergie des électrons émis nous ont permis de déterminer le mécanisme de transport dans ces NFs, qui est limité par le nombre de porteurs dans le volume et contrôlé par les pièges présents dans la bande interdite par l'effet Poole-Frenkel. Finalement, la caractérisation mécanique a révélé des valeurs du facteur de qualité élevé (160000) et du module de Young allant jusqu'à 700GPa. Ces valeurs sont très prometteuses pour l'utilisation de ces NFs dans les systèmes nano-électro-mécaniques et dans les composites.
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Synthèse, structure, propriétés physiques et réactivité vis-à-vis de l'hydrogène de nouveaux composés ternaires à base de magnésiumCouillaud, Samuel 19 July 2011 (has links) (PDF)
Aujourd'hui, la diminution des ressources d'énergies fossiles corrélée à l'augmentation des besoins et à l'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère nous poussent à développer de nouvelles énergies.L'utilisation de l'hydrogène comme vecteur énergétique est une solution. En effet, celui-ci est abondant et sa combustion est très énergétique (3 fois supérieure au pétrole). Cependant, son utilisation se heurte à des problèmes de production, de stockage et d'utilisation. Nous nous sommes ici intéressés au problème du stockage de l'hydrogène à l'état solide. Celui-ci permet d'obtenir des capacités volumiques de stockage importantes (environ 140 g/L) mais est freiné par des capacités massiques et des cinétiques de réaction faibles. Le magnésium se présentant comme un bon candidat en terme de capacité massique (7,6 %), nous nous sommes intéressés aux intermétalliques ternaires TR-M-Mg (TR = terres rares, M = métaux de transition). L'objectif était double : conserver la bonne capacité du magnésium et diminuer l'enthalpie de formation de l'hydrure. Le système TR4NiMg (avec TR = Y et Gd) et les solutions solides dérivées ont été étudiées. Un stockage irréversible de l'hydrogène de 2,5% massique ainsi qu'une transition d'antiferromagnétique à verre de spin ont été observés. Un travail plus exploratoire a permis de découvrir deux nouveaux composés riches en magnésium : LaCuMg8 et Gd13Ni9,5Mg77,5. Ils permettent tous deux l'obtention d'un mélange de phases issu de leur décomposition lors de la première absorption. Ce mélange permet une amélioration significative des propriétés de sorption de l'hydrogène par du magnésium.
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Les noyaux cométaires et leurs processus d'activitéGroussin, Olivier 25 November 2002 (has links) (PDF)
L'étude des noyaux cométaires est primordiale pour comprendre la formation et l'évolution du système solaire. Cette thèse présente plusieurs méthodes et modèles pour déterminer leurs propriétés physiques (rayon, albédo géométrique, inertie thermique et fraction de surface active) à partir des observations visibles, infrarouges et des mesures de taux de production de l'eau, et pour quantifier l'activité à leur surface. Nous étudions le noyau des comètes Hale-Bopp (C/1995 O1), 55P/Tempel-Tuttle, 126P/IRAS, 103P/Hartley 2, 22P/Kopff, 46P/Wirtanen, IRAS-Araki-Alcock (C/1983 H1) et 2P/Encke, celui des Centaures Chiron (2060) et Chariklo (1997 CU26) et celui des comètes rasantes. De cette étude, il ressort que: (i) l'albédo géométrique des Centaures vaut 0.07-0.11 et est supérieur à celui des LPC (comètes à longue période) et des SPC (comètes à courte période) qui vaut 0.04-0.07, (ii) un albédo faible n'est pas incompatible avec la présence de glace d'eau en surface, (iii) l'inertie thermique du noyau est faible et vaut <3 J/K/m2/s1/2, (iv) la distance du périhélie, combinée à la sublimation de la glace d'eau, n'est pas un argument suffisant pour expliquer la différence de rayon entre les comètes rasantes (<0.11 km), les SPC (0.6-2.4 km), les LPC (3-38 km) et les Centaures (71-118 km), (v) la formation d'une croûte sur les SPC est très probable et peut expliquer les variations du taux de production de l'eau avec la distance héliocentrique, et (vi) l'activité à la surface des noyaux cométaires n'est pas nécessairement confinée à quelques régions actives; les SPC de petite taille (~1 km) ont une activité répartie sur toute leur surface. Les zones actives localisées, associées à la présence de jets dans la coma, existent seulement sur une minorité d'objets, les plus gros.
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Synthèse et caractérisation des composés de type Pb(V1-xMx)O3, (M = Ti, Fe) / Synthesis and characterization of Pb(V1-xMx)O3 compoundsOkos, Alexandru 16 January 2014 (has links)
Les dernières années les composés multiferroïques ont attiré un grand intérêt en raison de leurs propriétés uniques qui rendent ces matériaux très intéressants pour des applications réelles, par exemple des condensateurs, des détecteurs et des actuateurs ou des dispositifs de mémoire d'ordinateur. Dans la recherche de multiferroïques, PbVO3 est un matériel très prometteur. PbVO3 est isostructural avec PbTiO3 qui est un matériel ferroélectrique très bien connu et étudié et il contient également des ions de vanadium qui portent un spin 1/2, donc, un certain type d'ordre magnétique peut être attendu. Cependant, aucun ordre magnétique n'a pu être observé ce qui pose les deux questions suivantes:1) pourquoi PbVO3 n'est pas magnétique ?2) est-ce que PbVO3 peut être réglé de sorte qu'il devienne magnétique ?L'objectif du projet était de fournir une réponse aux questions ci-dessus par l'étude de la synthèse et des propriétés physiques des oxydes potentiellement multiferroïques de type Pb(V1-xMx)O3 où M = Ti, Fe.Nous avons préparé deux types d'échantillons, échantillons polycristallins et monocristaux. Le batch polycristallin est plus grand et il contient deux séries: la série de titane et de la série de fer avec les compositions chimiques suivantes:PbV1-xTixO3 où x = 0, 0.1, 0.25, 0.5, 0.6, 0.75, 0.8, 1PbV1-xFexO3 où x = 0.1, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.55, 0.6 0.65, 0.75.Des monocristaux ont été préparés uniquement sous la forme de PbVO3 dans lequel aucune substitution n'a été essayée.La structure et les propriétés physiques des échantillons ont été étudiés et on a tenté de corréler les résultats et de formuler un modèle qui pourrait expliquer les comportements fascinants et souvent apparemment contradictoires de nos composés.Le document est structuré en cinq chapitres. Le premier chapitre passe en revue les concepts fondamentaux de la physique de derrière les composés multiferroïques, mettant l'accent sur les propriétés / phénomènes qui sont connectés à nos composés. Le premier chapitre s'occupe également des données déjà publiées dans la littérature pour PbVO3 et les composés substitués.Le deuxième chapitre décrit les méthodes expérimentales et les techniques de mesure utilisées au cours de l'étude.Le troisième chapitre présente les méthodes de préparation, les équipements de haute pression - hautes températures employées et les conditions de réaction nécessaires pour la synthèse de PbVO3 (et ses homologues substitués). La discussion est continuée avec les premières investigations et les résultats qui traitent de la pureté de phase.Le quatrième chapitre traite avec plus de détails les propriétés structurales des échantillons et le cinquième chapitre traite les propriétés magnétiques et diélectriques des composés potentiellement multiferroïques, Pb(V1-xMx)O3.Comme les propriétés physiques de ces matériaux sont fortement dépendantes de la structure des échantillons, les chapitres s'entrecroisent parfois, dans chaque chapitre, des résultats des autres chapitres sont mentionnés et une certaine redondance est donc inévitable. Les mesures d'absorption des rayons X forment le noyau de l'étude parce que ces mesures ont confirmé les états d'oxydation des cations du site B (où la substitution prend place). A partir de ces observations, presque toutes les propriétés structurales et physiques peuvent être expliquées. La substitution avec du titane, est donc révélée isovalente ce qui conduit à la formation de la solution solide PbVO3-PbTiO3 et à la dilution du réseau magnétique de PbVO3. D'autre part, la substitution avec du fer n'est pas isovalente et donc la solution solide PbVO3-PbFeO3 (ce dernier composé n'a jamais été signalé) s'arrête à x = 0.5. Le désordre introduit par la substitution avec du fer conduit à la formation d'un état magnétique similaire à un verre de spin et d'un comportement diélectrique typique pour un relaxeur ferroélectrique. / Recently, multiferroic compounds attracted huge interest due to their unique properties which make such materials very interesting for real life applications, from capacitors, sensors and actuators to computer memory devices. PbVO3 is a very promising material. It is isostructural with PbTiO3 which is a very well known and studied ferroelectric material and it also contains vanadium ions which carry a 1/2 spin so magnetic ordering can be expected. However, no sign of magnetic ordering could be observed which raises the following questions:1) why is PbVO3 not magnetic? and2) could it be tuned so that it becomes magnetic?The objective of the project was to provide some answer to the above questions by studying the synthesis and investigating of the physical properties of the Pb(V,M)O3, M = Ti, Fe potentially multiferroic oxides.We prepared two kinds of samples, polycrystalline and single crystals. The polycrystalline batch is larger containing two series, the titanium series and the iron series with the chemical compositions as follows.PbV1-xTixO3 with x = 0, 0.1, 0.25, 0.5 0.6, 0.75, 0.8, 1PbV1-xFexO3 with x = 0.1, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.55, 0.6 0.65, 0.75Single crystals were prepared only in the form of clean PbVO3 in which no substitution was attempted.The structure and the physical properties of the samples were studied and an attempt was made to correlate the results and try to formulate a model which could explain the intriguing and often apparently contradicting behaviours of our compounds. The present work discusses the results obtained during the study and attempts to shed some light on the subject, without asserting that it reaches a final and definitive conclusion.The work is structured on five chapters.The first chapter reviews the fundamental concepts of the physics behind the multiferroic compounds, emphasizing the exotic properties / phenomena that are connected to our compounds. The first chapter also deals with the data already published in literature for PbVO3 and some substitution compounds.The second chapter describes the experimental methods and investigation techniques used during the study.The third chapter presents the preparation methods, the high pressure - high temperature equipments employed and the reaction conditions required for the synthesis of PbVO3 (and the substitution counterparts). The discussion continues with the first investigations and results which are concerned with phase purity.The fourth chapter discusses with somewhat greater details the structural properties of the samples.The fifth chapter deals with the magnetic and dielectric properties of the potentially multiferroic Pb(V1-xMx)O3 compounds.Since the physical properties of these materials are strongly dependent on the structure of the samples, the chapters intertwine at times, in each chapter results from the other chapters being mentioned and some redundancy is thus unavoidable. The measurements of X-Ray absorption form the core of the work as these measurements confirmed the oxidation states of the B site cations (where the substitution takes places). From these observations almost the entire set of structural and physical properties can be explained. The substitution with titanium is thus shown to be isovalent which leads to the formation of the PbVO3-PbTiO3 solid solution and the dilution of the magnetic network of PbVO3. On the other hand the substitution with iron is not isovalent and therefore the solid solution PbVO3-PbFeO3 (the latter compound was never reported) stops at x = 0.5. The disorder caused by the iron substitution leads to the formation of spin glass like magnetic states and ferroelectric relaxor states on these compounds.
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