Vers une nouvelle famille de matériaux antiferroélectriques et ferroélectriques : les thiophosphates lamellaires CuMP#2S#6 (M=CR, IN) / Vincent Maisonneuve

Résumé / Abstract : Ce travail a permis de mettre en évidence les propriétés ferroiques des composés lamellaires CuCrp#2S#6 et CulnP#2S#6. L'existence des phases antiferroélectrique et ferroélectrique, associées respectivement aux composés au chrome et à l'indium, a été corrélée à l'apparition de sous-réseaux antipolaire et polaire du cuivre. Pour CuCrp#2s#6, les mesures calorimétriques différentielles à balayage ont fait état de deux phénomènes transitionnels a 190k et 150k. Le suivi thermique de la structure cristallographique, réalisé par diffraction des neutrons d'une poudre et des rayons x d'un monocristal, a montré que le cuivre forme un sous-reseau antipolaire à t<150k. L'observation de diffusion neutronique diffuse à 160k suggère l'existence d'une phase intermédiaire partiellement désordonnée qui présente vraisemblablement un état de verre orientationnel module. Pour CulnP#2S#6, l'analyse calorimétrique a révélé une seule transition à 310k. L'étude thermique de la structure, réalisée par diffraction des rayons X d'un monocristal, a mis en évidence la formation d'un sous-réseau polaire du cuivre vers les basses temperatures mais egalement la formation d'un sous-reseau polaire d'indium deplace antiparallelement par rapport a celui du cuivre. Les mesures de permittivite dielectrique realisees sur ces deux composes ont prouve l'existence d'anomalies de la constante diélectrique à des températures correspondant bien aux températures de transitions observées par calorimétrie. Ces anomalies sont cohérentes avec une séquence de transitions paraélectrique-verre orientationnel-antiferroélectrique pour le composé au chrome et une transition paraélectrique-ferroélectrique du premier ordre pour celui à l'indium. Pour ce dernier, le cycle d'hystéresis p(e) obtenu à température ambiante est caractéristique de l'état ferroélectrique. Dans ces deux composés, des mesures de conductivité ont montré l'existence d'une mobilité du cuivre à t>298k.