Introduction générale
Le troisième chapitre résume
nos résultats, leurs interprétations ainsi qu'une comparaison
avec des travaux expérimentales.
Nous terminerons ce travail par une synthèse globale
des résultats obtenus, donnée sous forme de conclusion
générale.
« Peu importe combien votre théorie est
belle, peu importe votre
intelligence, peu importe si vous
étés célèbre... Si votre théorie n'est pas
en
accord avec l'expérience, elle est fausse. C'est tout.
»
Richard Feynman, grand théoricien de la
physique quantique
Chapitre I
Généralités sur le Ti???? et la
théorie
de la fonctionnelle de la densité DFT
Chapitre 1 Généralités sur le
TiO2 et la théorie de la fonctionnelle de la
densité
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I. Généralités sur le dioxyde de
titane :
1.1 Introduction :
Le dioxyde de titane ou aussi oxyde de titane (IV) TiO2 a
été découvert sous sa forme ilménite sous le nom de
Menachite en 1791 par William Gregor dans la région des Cornouailles en
Grande Bretagne [1]. C'est un composé chimique blanc très
brillant (figure 1.1), chimiquement stable, non toxique et
moins couteux. Il se cristallise sous trois phases, phase rutile, phase anatase
et la phase brookite. Par contre, à d'autres conditions de
température et de pression nous pouvons le trouver sous 8 autres formes.
L'indice de réfraction est assez beaucoup élevé, [2] et
pratiquement insensible à la lumière visible à cause de sa
large bande interdite Eg = 3.2 eV que ne lui permet l'absorption que
dans le domaine ultraviolet UV. Cette propriété est beaucoup
utilisée pour fabriquer des produits de protection (les crèmes de
bronzage....) contre le rayonnement ultraviolet élevé émis
par le soleil, qui peut provoquer un risque pour la santé (coups de
soleil, caractères et cancers de la peau). Depuis longtemps, le TiO2 a
gagné un grand prestige notable dans les sciences des matériaux.
Cela est dû à ses propriétés physico-chimiques
importantes, ce qui a signé ses propres empreintes parmi les autres
matériaux dans la recherche scientifique.
FIGURE 1.1 - Le dioxyde de titane
sous forme de poudre
1.2 La phase rutile :
La phase rutile est la phase la plus dense et la forme la plus
stable à haute température et à haute pression [3].
Chapitre 1 Généralités sur le
TiO2 et la théorie de la fonctionnelle de la
densité
Cette structure possède une symétrie
tétragonal décrite par le groupe d'espace P42/mnm. Les
paramètres de maille sont les suivants : a = b = 4.587A et c = 2.954
.
Chaque atome de titane de cette structure se trouve au centre
d'un octaèdre formé d'atomes d'oxygène
légèrement distordu avec quatre liaisons équatoriales Ti-O
courtes (1,945 A) et deux liaisons apicales plus longues (1,979 A [4].
Le rutile est un isolant de bande interdite d'énergie
Eg = 3.02 eV, lorsqu'il est stoechiométrique. Par contre,
pour d'autres conditions il peut se présenter comme un semiconducteur de
type N [5]. La structure de la phase rutile est représentée sur
la figure 1.2.
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FIGURE 1.2 - Structure de la
phase rutile de Ti??2
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