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Le terme pérovskite désigne initialement les composés ayant la même structure cristalline que CaTiO3 avec comme formule générale AMX3 (X est un anion). Il s’agit d’un réseau 3D d’octaèdres MX6 liés par les sommets formant des cavités cuboctaédriques. Ces cavités sont occupées par des cations A. Généralement, le cation A est plus large que le cation M au vu des sites occupés par celui-ci. Il existe plusieurs types de pérovskites selon la nature de l’anion X, les oxydes (O2-), chalcogènes (S2-, Se2-, Te2-) et halogénées (Cl-, Br-, I-).[1]
Histoire[modifier | modifier le code]
Les pérovskites ont été découvertes en 1839 par G. Rose en Russie, son nom a été choisis en référence au minéralogiste Lev Aleksevich Perovski. Ce nom a ensuite été élargi pour définir l’ensemble des oxydes de formule AMO3 (A et M cations). La structure pérovskite a été décrite en 1926 par V. Goldschmidt après l’étude d’un grand nombre de pérovskites synthétiques de différentes compositions.
Dimensionnalités[modifier | modifier le code]
Selon la nature du cation occupant le site A, on obtient différents types de pérovskites. Ainsi si le cation inorganique est remplacé par un cation organique, on obtient une pérovskites halogénée dite hybride. Ce terme « hybride » viens du fait que l’on retrouve une phase organique (cation A) et inorganique (octaèdres) dans la même structure. Ces cations A sont généralement du méthylammonium (MA=CH3NH3+) ou encore du MFA.
La taille du cation A peu directement influencer la géométrie d’une pérovskite. De manière générale, plus le cation A est gros, plus la dimensionnalité de la pérovskite diminue.
Par rapport aux pérovskites tridimensionnelles, la structure bidimensionnelle (2D), les octaèdres sont répartis dans seulement 2 directions formant des couches. Les cations A sont ainsi localisés de part et d’autre de ces couches d’octaèdres. Les structures 2D sont associés à des cations de grande taille. La structure unidimensionnelle (1D), est formé de chaines d’octaèdres. Il existe également la structure non dimensionnelle (0D) composée d’octaèdres isolés.
Propriétés électroniques[modifier | modifier le code]
Mises en évidence en 1958 par Møller, qui vit que les pérovskites CsPbX3 qui en plus d’être colorés sont photoconductives. Plus tard (en 1994), un autre scientifique remarqua que les pérovskites halogénées hybrides 2D à base d’étain bivalent avaient des propriétés semiconductrices. La modulation du nombre de feuillets inorganiques permet de changer les propriétés électroniques. Dans les travaux de Mitzi, de longues chaines d’alkylammonium séparent des feuillets d’octaèdres SnI6. En modulant le nombre de feuillets, il obtient des propriétés isolantes ou semi-conductrices. Lorsque on augmente le nombre de feuillets, il y a insertion d’un cation organique de plus petite taille entre ces feuillets, on augmente la dimensionnalité de la structure. On passe alors d’une pérovskite 2D à 3D, il y a alors diminution du band gap du matériau, ainsi on a un matériau de plus en plus conducteur. L’opération inverse emmène à l’effet opposé.
Applications[modifier | modifier le code]
Références[modifier | modifier le code]
- CHR. KN. MØLLER, « Crystal Structure and Photoconductivity of Cæsium Plumbohalides », Nature, vol. 182, no 4647, , p. 1436–1436 (ISSN 0028-0836 et 1476-4687, DOI 10.1038/1821436a0, lire en ligne, consulté le )