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Etude de couches minces à base de delafossite CuCr1-xFexO2(0 ≤ x ≤ 1) dopées au Mg déposées par pulvérisation cathodique radiofréquence en vue d'optimiser leurs propriétés thermoélectriques
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Barthelemy, Inthuga Sinnarasa |
| Copyright Year | 2018 |
| Abstract | L'objectif de cette these etait d'etudier les proprietes thermoelectriques de couches minces d'oxyde de type delafossite deposees par pulverisation cathodique magnetron. Pour cela, les oxydes CuCrO2:3%Mg, CuFeO2:3%Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:3%Mg ont ete deposes avec differentes epaisseurs sur des substrats de silice amorphe puis traites sous vide a differentes temperatures afin d'obtenir la structure delafossite. La temperature de traitement thermique optimale permettant d'obtenir les meilleures proprietes thermoelectriques est de 550°C pour CuCrO2:Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:Mg et de 700°C pour CuFeO2:Mg. L'epaisseur optimale des couches minces est de 100 nm pour la delafossite au chrome et de 300 nm pour celle au fer. La conductivite electrique des couches augmente avec la temperature tout en conservant un coefficient Seebeck positif et constant pour les trois compositions donnees impliquant un mecanisme par saut de polarons. Le facteur de puissance des couches minces CuCrO2:Mg, CuFeO2:Mg et CuCr0,84Fe0,16O2:Mg dont l'epaisseur et la temperature de recuit ont ete optimisees atteint respectivement 59 µW.m-1K-2, 84 µW.m-1K-2 et 36 µW.m-1K-2 a 200°C. Les etudes microstructurales et structurales ont permis de comprendre la variation du facteur de puissance avec la temperature de recuit et l'epaisseur. Elles ont notamment montre que la decroissance de la conductivite electrique des films traites a haute temperature est due a des phenomenes concomitants de fissuration de la couche et de segregation du magnesium. Une etude thermique utilisant la modelisation avec la methode des elements finis a permis de demontrer que dans le cas des couches minces, la conductivite thermique du substrat peut se substituer a celle du film dans le calcul de facteur de merite. La validite du facteur de merite modifie ((ZT)* = S2σ/ksubstrat) a ete enoncee en fonction de l'epaisseur, l'emissivite et la conductivite thermique de la couche mince. L'utilisation de la methode 3ω a permis de determiner une valeur de conductivite thermique de 4,82 W.m-1k-1 a 25°C pour le film mince CuFeO2:Mg, qui se situe dans le domaine de validite etabli pour l'utilisation de (ZT)*.[...] |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://thesesups.ups-tlse.fr/4186/1/2018TOU30270.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
