Utilisation des microscopies en champ proche pour la caractérisation électrique de verres hétérogènes - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Matériaux & Techniques Année : 2010

Utilisation des microscopies en champ proche pour la caractérisation électrique de verres hétérogènes

Résumé

Les systèmes Ge(As)-Se(S) présentent un large domaine de vitrification favorable à l'étude d'un grand nombre de propriétés et de leurs corrélations avec la structure et/ou la composition. En particulier les propriétés électriques des verres sont fortement modifiées par l'addition de métaux alcalins ou argent (Li+, Na+, Ag+). Les études combinées de la conduction électrique par spectroscopie d'impédance complexe (CIS) et de la microstructure par microscopie à force électrique (EFM) nous ont permis de caractériser les hétérogénéités électriques qui existent dans de nombreux verres chalcogénures contenant de l'argent. Si les verres (Ag2S)x(GeS)60(GeS2)40-x sont homogènes, les verres sulfures (Ag2S)x(GeS2)100-x et (Ag2S)x(As2S3)100-x ainsi que les verres séléniures Agx(Ge0.25Se0.75)100-x présentent des hétérogénéités. De telles hétérogénéités sont la signature électrique d'une démixtion. La séparation de phases et le seuil de percolation qui en découle permettent d'expliquer l'énorme saut de conductivité (~6-8 ordres de grandeur) électrique observé dans ces matériaux. La caractérisation électrique de chacune des micro(nano)phases présentes dans le verre Agx(Ge0.25Se0.75)100-x a été réalisée en combinant deux techniques de microscopie en champ proche : la microscopie à force électrique - Electric Force Microscopy (EFM) et la microscopie à force atomique conductrice - Conducting Atomic Force Microscopy (C-AFM). La permittivité relative des deux phases change avec la teneur en argent. De plus, la sensibilité de la technique C-AFM permet de mettre en évidence, avec l'augmentation de la teneur en argent, une augmentation du courant de quelques pico-ampères dans la phase riche en argent. Ce résultat montre que l'augmentation de conductivité des verres Ag-Ge-Se dans la région de forte conductivité (x > 8-10% at.) résulte d'une augmentation de la conductivité de la phase riche en argent et non d'une augmentation de la quantité de cette phase qui aurait une composition et une conductivité constantes.

Dates et versions

hal-00583977 , version 1 (07-04-2011)

Identifiants

Citer

Andrea Piarristeguy, Michel Ramonda, M. Ribes, Annie Pradel. Utilisation des microscopies en champ proche pour la caractérisation électrique de verres hétérogènes. Matériaux & Techniques, 2010, 98 (6-7), pp.459. ⟨10.1051/mattech/2010115⟩. ⟨hal-00583977⟩
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