Elaboration électrochimique en mode pulsé de tellurure de bismuth Bi2Te3 et de l'alliage ternaire (Bi1-xSbx)2Te3

Overview & Synopsis

L'objectif de ces travaux concerne la synthèse de matériaux thermoélectriques, pouvant être utilisés pour la réalisation de modules à transfert de chaleur, par électrochimie en mode pulsé. Cette forme avancée de l électrodéposition est souvent citée dans la littérature comme susceptible d améliorer la morphologie des dépôts. Les matériaux visés sont ceux de la famille du tellurure de bismuth.La première partie de ce travail a été consacrée à l étude des différents phénomènes fondamentaux intervenant dans la synthèse pulsée. Le type de nucléation a été déterminé, se révélant être de type instantané 3D. L identification des phénomènes de transfert de charge et de matière a permis de définir les paramètres d impulsion conduisant à un dépôt. La morphologie a été optimisée par l application de paramètres d impulsions adéquats.La synthèse de films de Bi2Te3 de 5 m d épaisseur a ensuite été réalisée. Des dépôts possédant un excès de bismuth ou un excès de tellure ont été obtenus en modulant à la fois les paramètres d impulsion et l électrolyte. La mesure des propriétés thermoélectriques a mis en évidence que l association du mode pulsé et d un traitement thermique permet d obtenir des dépôts plus performants qu'en mode continu. La dernière partie s est intéressée à la synthèse en mode pulsé du composé ternaire à base d antimoine. L étude de la composition a montré qu'il est nécessaire d augmenter la quantité de bismuth et d antimoine dans l électrolyte pour obtenir la st?chiométrie Bi0,5Sb1,5Te3. La mesure des propriétés physiques a mis en évidence une conductivité de type p directement après synthèse ainsi que l intérêt du mode pulsé pour la résistivité électrique des films.