I.5.3.4.1 Mécanisme de la non stoechiométrie
a conductivité n
- Soit M le métal et O l'oxygène :
Ces composés possèdent une sous
stoechiométrie due à des lacunes anioniques MO1-x (cas du ZnO,
TiO2) ou d'une insertion cationique M1+xO (cas du SnO2, PbO2,
CeO2).
I.5.3.4.2 Mécanisme de la non stoechiométrie
a conductivité p
|
Les composés qui possèdent une
conductivité de type p sont des oxydes métalliques avec des
lacunes cationique M1-xO (cas du NiO, Cu2O, MnO) ou d'une insertion
anionique MO1+x (cas du UO2).
|
L'existence des états accepteurs dans un oxyde
métallique de type n non dopé est une
vérité mais la classification stoechiométrique
mentionnée ci haut est la plus dominante à propos de
l'identification du type semiconducteur.
Housten et al [11] ont proposé un
modèle des bandes d'énergie et ont recensé pour des
monocristaux d'SnO2 de type n des niveaux accepteurs situés au
dessus de la bande de valence BV, le plus proche a été distant de
0,33 eV de la BV.
Egalement pour le ZnO de type n, K. S Weibenrieder et
al [12] ont proposé un model statistique pour calculer
les niveaux d'énergie localisés à la bande interdite et
ils ont montré l'existence des états accepteurs de type lacune de
zinc dont la distance énergétique entre ces niveaux et la BV
dépend des conditions d'élaboration par conséquent le taux
de ces états accepteurs explique l'état de compensation du ZnO et
non le type du semiconducteur.
I. 5.3.4.3 Effet de la morphologie sur les
propriétés électrique des oxydes métalliques
En effet touts oxydes métalliques possèdent une
agglomération polycristalline, la hauteur des barrières de
potentiel qui existe entre les grains dépend de la Morphologie du
matériau de départ et des conditions de synthèse, à
cet effet on constate que la taille des grains, rapport surface volume,
porosité, sauront joués le rôle prédominant et
important sur les propriétés électriques d'un oxyde
métallique semiconducteur.
De manière générale, les travaux
menés par beaucoup de chercheur s'accordent sur le fait que les
matériaux constitués de cristallites de très petites
dimensions sont les plus sensibles à l'action des gaz
[13].
I.5.3.4.4 A propos des joints de grains
Les joints de grains sont la région inter faciale entre
deux grains d'orientations cristallographiques différentes, elles sont
dues essentiellement à un désaccord entre les différentes
distributions atomiques des deux grains de contact. Chaque grain contribue
à la conductivité lors d'interaction du gaz avec le film qui peut
être modelé avec les barrières de potentiel, l'existence
des états de surface provoque une charge électrique Sur les
surfaces des grains. Ceci produit les deux potentiels de surface et de joint de
grains, aussi bien beaucoup d'auteur considère que les joints de grains
comme des régions de recombinaison - passages vis-à-vis des
porteurs minoritaires / majoritaire [11][12][14].
Figure I.15. Représente une
schématique de joint de grain a x = 0 et les bandes
d'énergies correspondantes. Un piégeage d'un électron de
conduction est illustré. Les largeurs d'épuisement dans les
grains sont xd1 et xd2,
respectivement. Ec et le bas de la bande de conduction,
Ev du dessus de la bande de valence, Ef est le
niveau de Fermi, q est la charge d'électron, et Vb est
la hauteur de la barrière de potentielle respectivement
L9].
Pour le potentiel VB de joint de grain, il joue le
rôle d'une barrière pour les électrons de conduction
qu'elles limitent leur mouvement considérablement. Le pliage de bande
provoque l'épuisement des électrons de conduction prés des
surfaces des grains et les joints de grains. La densité de charge
à la surface des joints de grains est représenté
NB (par unité de surface). La courbure de bande de la structure
montrée sur la figure I.15 s'appelle souvent Schottky dos à dos
ou double barrière de Schottky L9].
| 
