Zoom Science - Les liaisons chimiques atomiques à l’origine des propriétés et applications macroscopiques : métavalence et thermoélectricité - Décembre 2020

Les matériaux thermoélectriques et à changement de phase, notamment à base de chalcogénures, pourraient être mieux optimisés pour des applications industrielles (supports optiques de stockage réinscriptibles) moyennant une compréhension approfondie des mécanismes régissant leurs propriétés. Le matériau prototype GeTe présente des caractéristiques singulières comme l’anharmonicité et une transition à haute température de la phase cristallographique rhomboédrique à la phase cubique. Les diagrammes de phase de bon nombre de ces matériaux sont complexes et demeurent encore mal connus. Un pas majeur a été franchi grâce à l’identification d’une liaison chimique dite «métavalente» dans ces matériaux avec des méthodes de chimie quantique. En effet, la liaison métavalente est caractéristique de propriétés intermédiaires entre celles des solides isolants (ioniques ou covalents) et des métaux conducteurs et serait à l’origine des propriétés de GeTe. Afin de tester cette hypothèse, des chercheurs et ingénieurs de l’IMPMC ont comparé en fonction de la pression et de la température GeTe à deux autres composés voisins, GeSe et SnSe en utilisant la spectroscopie Raman (diffusion de la lumière). La spécificité de GeTe est mise en évidence et appuie le modèle de la métavalence pour ce matériau. 

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Référence

"Functional Monochalcogenides: Raman Evidence Linking Properties, Structure, and Metavalent Bonding"

Christophe Bellin, Amit Pawbake, Lorenzo Paulatto, Keevin Beneut, Johan Biscaras, Chandrabhas Narayana, Alain Polian, Dattatray J. Late, Abhay Shukla.

Physical Review Letters 125, 145301 (2020) - DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.145301

Article

Voir aussi : Zoom Science - Stockage réinscriptible de données par changement de phase : étude des 3 phases du matériau prototype GeTe - Juin 2019

Contacts

Christophe Bellin: christophe.bellin(at)upmc.fr

Abhay Shukla: abhay.shukla(at)upmc.fr