Projet de fin d’études

Projet de fin d’études sous le thème :

Année universitaire : 2012/2013  

Tout d’abord, on tient à exprimer nos gratitude et présenter nos chaleureux remerciements à :

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Madame Saida BAHSINE, notre professeur encadrant, qui n’a pas cessé de nous prodiguer ses conseils et qui n’a épargné aucun effort pour contribuer à la réussite de notre travail.

tous nos professeurs de département de sciences de la matière physique.

Notre faculté poly disciplinaire -Safi- qui nous a donné l’occasion d’acquérir une formation fondamentale pertinente.

Toute personne ayant contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce modeste travail.

I)- Introduction 4

II)-Techniques de préparation de BaTiO3 : 5

II-1)- Technique de Remeika 5

II-2)-Technique de tirage ou de Czochralzki 5

II-3)-technique de croissance 6

Conclusion 7

III)-Propriétés structurales de BaTiO3 : 8

III-1)-Maille élémentaire 8

III-2) -Transition de phase 8

III-3)-Les paramètres de la maille 9

Conclusion 9

IV)-La ferroélectricité : 10

IV-1)-Généralités 10

IV-2)- Polarisation spontanée 10

IV-3)-Echantillon monodomaine 11

IV-4)- cycle d’hystérésis 12

IV-5)-température de Curie 13

Conclusion 13

V)-Propriétés optique de BaTiO3 : 14

V-1) l’absorption de la lumière pour BaTiO3 : 14

Généralités 14

Coefficients d’absorption 14

Mesure des coefficients d’absorption 14

V-2) La biréfringence de BaTiO3 : 16

V-3) Indices de réfraction : 16

Techniques de mesure des indices de réfraction 17

Ellipsoïde des indices de BaTiO3 17

La construction de Descartes 17

Valeurs mesurées des indices de réfraction 18

Conclusion 18

VI) applications du matériau de BaTiO3 19

VII) références bibliographiques 20

Le titanate de Baryum de formule BaTiO3, est un oxyde de baryum et de titanate qui est connu depuis la fin de l’IXX ème siècle grâce aux travaux de Bourgeois en 1886.

Ses propriétés multiples (structurales, ferroélectriques et optiques) en font un bon candidat pour un panel d’applications variées. En raison de sa structure moins compliquée que celle de beaucoup d’autres matériaux ferroélectriques, il offre ainsi une meilleure approche des phénomènes. C’est pourquoi nous avons choisi d’étudier ce matériau.

Le BaTiO3 est très sensible à la température. Elle peut atteindre des valeurs supérieures à 104 à la température de Curie, Tc.

Pour ses applications, Le BaTiO3 est utilisé dans la réalisation de condensateurs céramiques de forte capacité, Il fait l’objet d’études pour des applications en électronique de puissance dans la fabrication de condensateurs Il est aussi utilisé pour des applications telles que les thermistances à coefficient de température positif [1, 2, 3].

La première partie porte sur les techniques de préparation de BaTiO3 pur.

La deuxième partie porte sur les généralités du titanate de baryum BaTiO3 tels que la structure cristallographique, les transitions de phase, les angles et les paramètres de la maille dans les différentes phases.

La troisième partie porte sur les propriétés ferroélectriques de BaTiO3 tels que la polarisation spontanée, le cycle d’hystérésis et la température de Curie.

La quatrième partie est consacrée aux propriétés optiques de BaTiO3 tels que les techniques de mesure des indices de réfraction, l’ellipsoïde des indices, enfin l'étude des phénomènes d’absorption de la lumière.

Nous exposons en fin certaines applications pratiques des matériaux ferroélectriques.

On distingue deux techniques de préparation des monocristaux purs du titanate de baryum BaTiO3 :

II-1 La technique dite de Remeika :

Dans laquelle les cristaux purs de BaTiO3 sont obtenus en chauffant dans un creuset de platine, porté à 1080°C, un mélange stœchiométrique de BaCO3 et TiO2 (rutile) selon la relation chimique suivante :

BaCO3 + TiO2 → BaTiO3 + CO2

II-2 La technique dite de tirage ou de Czochralzki : [10] :

La première expérience de tirage d’un monocristal à partir d’un bain fondu, a été réalisée en 1916 par Jan Czochralski.

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