FR3128711A1 - Compositions de carboxylates de metaux de transition et d’alcalino-terreux, et leurs utilisations pour la preparation d’oxydes mixtes - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne des compositions de carboxylates de métaux de transition et d’alcalino-terreux, et leurs utilisations pour la préparation d’oxydes mixtes. L’invention vise également lesdits oxydes mixtes, leur procédé de préparation, et leurs utilisations.

Description

COMPOSITIONS DE CARBOXYLATES DE METAUX DE TRANSITION ET D’ALCALINO-TERREUX, ET LEURS UTILISATIONS POUR LA PREPARATION D’OXYDES MIXTES
La présente invention concerne des compositions de carboxylates de métaux de transition et d’alcalino-terreux, et leurs utilisations pour la préparation d’oxydes mixtes. L’invention vise également lesdits oxydes mixtes, leur procédé de préparation, et leurs utilisations.
Les matériaux ferroélectriques sans plomb ont suscité un intérêt scientifique significatif au cours de la dernière décennie, principalement pour leurs excellentes propriétés piézoélectriques et pyroélectriques qui permettent des applications pour la détection, les mémoires ferroélectriques, les dispositifs accordables aux micro-ondes et la récupération d'énergie. Les méthodes basées sur des solutions chimiques présentent de nombreux avantages tels qu'une production flexible à grande échelle à faible coût et la formation de films minces homogènes, ce qui est important pour améliorer les performances et la stabilité des dispositifs. Bien que ces techniques soient couramment utilisées pour la synthèse de couches minces ferroélectriques, les mécanismes physiques fondamentaux régissant la formation de couches minces inorganiques restent mal compris.
Au cours des dernières années, les efforts consacrés à la recherche sur la diminution des températures des traitement thermiques (recuit) des films minces d'oxydes métalliques ont considérablement augmenté afin de pouvoir les intégrer directement sur des substrats sensibles aux hautes températures, par exemple pour les systèmes électroniques flexibles, ce qui ajoute aux avantages économiques et environnementaux de l'utilisation de ces procédés à consommation d'énergie réduite.
La situation est cependant très différente quant à la préparation de films d'oxydes complexes cristallins.
Parmi les méthodes développées pour la préparation de ces oxydes existent les méthodes sol-gel faisant notamment appel à des précurseurs moléculaires (alcoxydes, carboxylates). L’avantage de cette voie sol-gel modifiée est que l'homogénéité de la solution est maintenue dans le produit final mais surtout la facilité de mise en œuvre du procédé. Les précurseurs moléculaires de type carboxylate peuvent notamment contribuer à l’obtention d’une phase cristalline pérovskite, permettant de conférer à la couche le caractère ferroélectrique. Mais ceci est loin d’être systématique et est en fait imprévisible.
En outre, les métaux électropositifs tels que les alcalins, les alcalino-terreux, utilisés pour la formation de ces oxydes, sont susceptibles de former des carbonates stables. A partir du moment où se forment des carbonates dans la couche pendant le recuit ou dans la solution, il est très difficile de les enlever ou de les éliminer. Ils sont la cause des hautes températures nécessaires (plus de 700°C voire plus de 800 ou 900°C) pour avoir des couches fonctionnelles. En chauffant, les carbonates métalliques subissent des réactions de dissociation de l'anion ( CO3 2--> O2-+ CO2) qui sont endothermiques et généralement réversibles. Par exemple, pour le baryum, il faut atteindre une température d’au moins 850°C pour transformer le carbonate de baryum en oxyde de baryum. La couche est donc soumise à des traitements très oxydants à haute température pour obtenir la couche d’oxyde, ce qui n’est pas compatible avec des substrats n’ayant pas une haute stabilité thermique. Et un tel chauffage à très haute température a bien entendu des conséquences négatives quant à son coût économique et environnemental.
L'invention a donc pour but de permettre l’obtention d’oxydes ferroélectriques, en particulier sous la forme de couches minces, à une température plus basse que celles précitées, par exemple à une température de 500 à 600°C.
Un autre but de l’invention est de fournir de nouvelles compositions permettant d’obtenir des oxydes ferroélectriques en évitant la formation de carbonates dans lesdits oxydes, en particulier dans les couches minces de ces oxydes ferroélectriques.
Encore un autre but de l’invention est de fournir des compositions liquides de carboxylates de métaux de transition et d’alcalino-terreux qui sont à la fois stables (elles ne précipitent pas), en particulier à température et/ou à pression ambiantes, par exemple plus d’un ou deux ans, et hautement concentrées en métal (par exemple avec une concentration massique en métal pouvant aller de 5 à 15%).
Encore un autre but de l’invention est de permettre l’obtention d’oxydes sous la forme de couches denses et uniformes (notamment dénuées de particules ou de précipités perturbant ces couches), tout en ayant une structure pérovskite. Ces caractéristiques avantageuses rendent en particulier dispensable un nombre de dépôt de couches élevé. Par exemple, les oxydes de l’invention peuvent être obtenus sous la forme de couches denses et uniformes par dépôt et recuit de trois couches de composition, en particulier de solution, uniquement.
Encore un autre but de l’invention est de fournir des compositions permettant d’apporter tout l’oxygène nécessaire à la formation des oxydes, sans qu’il soit nécessaire de réaliser le ou les recuits sous oxygène.
Encore un autre but de l’invention est de permettre de réaliser la présente invention, dont les avantages sous soulignés ci-dessus, de façon compatible avec les équipements et les méthodes industriels, sans la nécessité de lourdes modifications.
Ainsi, selon un premier aspect, l’invention concerne une composition constituée de ou comprenant un complexe de baryum A, un complexe de strontium B et un complexe de niobium C, dans laquelle :
  • Le complexe de baryum A est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de baryum et l’isovalérate de baryum ;
  • Le complexe de strontium B est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de strontium et le 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium ;
  • Le complexe de niobium C est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de niobium et le glycolate de strontium ;
les quantités molaires de baryum nA, de strontium nBet de niobium nCétant telles que :
  • nA+ nB= nC;
  • nA/ (nA+nB) est compris de 0,7 à 0,9.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition telle que définie ci-dessus est une solution, en particulier une solution alcoolique.
Par exemple la solution alcoolique est une solution des complexes de baryum A, de strontium B et de niobium C dans un solvant choisi parmi méthoxyéthanol, 2-isopropoxyéthanol, méthanol, alcool isoamylique et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation particulier, la composition est constituée du complexe de baryum A, du complexe de strontium B et du complexe de niobium C.
Cette composition est alors généralement liquide à température ambiante.
Selon un mode de réalisation particulier, le baryum, le strontium et le niobium sont présents dans ladite composition à hauteur de 5 à 15 % quant à leur masse totale par rapport à la masse totale de composition.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne une composition dans laquelle :
  • Le complexe de baryum A est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de baryum et l’isovalérate de baryum ;
  • Le complexe de strontium B est le 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium ;
  • Le complexe de niobium C est le glycolate de strontium.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne une composition dans laquelle :
  • Le complexe de baryum A est le 2-éthylhexanoate de baryum ;
  • Le complexe de strontium B est le 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium ;
  • Le complexe de niobium C est le glycolate de strontium.
Par glycolate de strontium, on peut également entendre un C1-C8-alkyle glycolate de strontium, notamment un C2-C6-alkyle glycolate de strontium, plus particulièrement le butyl glycolate de strontium.
Par C1-C8-alkyle, on entend notamment les alkyles linéaires ou branchés à 1 à 8 atomes de carbone.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également l’utilisation d’une composition telle que définie précédemment pour la préparation d’un composé constitué de ou comprenant un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9.
Tous les modes de réalisations décrits précédemment à propos de la composition s’appliquent également ici, seuls ou en combinaison.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un composé constitué de ou comprenant :
  • un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9 ; et
  • de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe ; ou
  • de l’acide 2-(2-méthoxyéthoxy)acétique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, de l’acide hydroxyacétique, ou du C1-C8alkyle glycolate, notamment du butyl glycolate, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, et de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, ou de l’acide isovalérique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe.
Tous les modes de réalisations décrits précédemment à propos de la composition s’appliquent également ici, seuls ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un composé tel que défini précédemment, constitué de ou comprenant :
  • un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9 ; et
  • de l’acide 2-(2-méthoxyéthoxy)acétique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, de l’acide hydroxyacétique ou du C1-C8alkyle glycolate, notamment du butyl glycolate, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, et de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, ou de l’acide isovalérique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un composé tel que défini précédemment, constitué de ou comprenant :
  • un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9 ; et
  • de l’acide 2-(2-méthoxyéthoxy)acétique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, de l’acide hydroxyacétique, ou du C1-C8alkyle glycolate, notamment du butyl glycolate, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, et de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un composé tel que défini précédemment, lequel est sous la forme d’une couche, en particulier d’une épaisseur comprise de 100 à 1000nm, notamment d’environ 300 nm.
Cette couche a une rugosité, notamment une rugosité Ra, inférieure à 15 nm, notamment inférieure à 5 nm, par exemple pour une couche de 500 nm d’épaisseur.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un composé tel que défini précédemment, lequel est au moins en partie cristallin, ledit composé ayant en particulier une phase pérovskite.
Selon un mode de réalisation particulier, l’invention concerne un composé tel que défini précédemment, lequel est au contact d’un substrat, en particulier choisi parmi verre, polyimide, par exemple Kapton®, silice, silicium, silicium recouvert de silice, et/ou acier.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un procédé de préparation d’un composé constitué de ou comprenant un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9, tel que notamment défini précédemment, comprenant :
(i) une étape de formation d’un film d’une composition telle que définie précédemment sur un substrat ;
(ii) une étape de recuit du film obtenu à l’issue de l’étape (i) pour obtenir ledit composé.
Tous les modes de réalisations décrits précédemment à propos de la composition s’appliquent également ici, seuls ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation particulier, le film est formé lors de l’étape (i) par trempage, par nébulisation, par flexographie, par sérigraphie, à la tournette (spin-coating), par jet d’encre, par enduction à l’aide d’une filière en forme de fente (slot die) ou au couteau, par héliogravure ou par sérigraphie.
Selon un mode de réalisation particulier, le composé formé à l’issue de l’étape (ii) a une épaisseur comprise de 50 à 600nm notamment d’environ 100 nm.
Selon un mode de réalisation particulier, le substrat est choisi parmi verre, polyimide, par exemple Kapton®, silice, silicium, silicium recouvert de silice, et/ou acier.
Selon un mode de réalisation particulier, l’étape (ii) de recuit est effectué à une température comprise d’environ 500 à environ 700°C, notamment d’environ 500 à environ 600°C, par exemple à environ 500°C.
Selon un mode de réalisation particulier, les étapes (i) et (ii) sont répétées, en particulier de 1 à 9 fois.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit procédé comprend, après l’étape (i) et avant l’étape (ii), une étape (i’) d’évaporation du solvant, lorsqu’il est présent, notamment d’évaporation du solvant sous vide.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un produit susceptible d’être obtenu selon le procédé suivant :
(i) une étape de formation d’un film d’une composition telle que définie précédemment sur un substrat ;
(ii) une étape de recuit du film obtenu à l’issue de l’étape (i) pour obtenir ledit composé.
Tous les modes de réalisations décrits précédemment à propos du procédé, de la composition ou du composé s’appliquent également ici, seuls ou en combinaison.
Selon un mode de réalisation particulier, ledit procédé comprend, après l’étape (i) et avant l’étape (ii), une étape (i’) d’évaporation du solvant, lorsqu’il est présent, notamment d’évaporation du solvant sous vide.
Selon un mode de réalisation particulier, ce produit est un composé constitué de ou comprenant un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également l’utilisation d’un composé ou produit tel que défini ci-dessus pour la détection, les mémoires ferroélectriques, la réalisation de dispositifs accordables aux micro-ondes, et la récupération d'énergie.
Tous les modes de réalisations décrits précédemment à propos de la composition ou du composé s’appliquent également ici, seuls ou en combinaison.
FIGURES
La montre une image MEB d’une couche d’oxyde obtenue par la solution T2 telle que décrite à l’exemple 2.
La illustre une image MEB d’une couche d’oxyde obtenue par la solution T3 telle que décrite à l’exemple 2.
La correspond à une image MEB d’une couche d’oxyde obtenue par la solution T6 telle que décrite à l’exemple 3.
EXEMPLES
Exemple 1 : préparation des solutions selon l’invention
Les carboxylates de Sr et de Ba ont été préparés selon les techniques bien connues de l’art antérieur, en particulier selon l’ouvrage Metal Carboxylates écrit par R.C Mehrotra et R. Bohra (1983), Edition Academic press.
Par exemple, le Sr ou le Ba sous forme de métal est mis en suspension dans de l’éthanol et/ou du méthanol. La suspension obtenue est chauffée à 50°C pendant 2 heures sous agitation jusqu’à consommation totale du métal, puis un acide carboxylate est ajouté à ladite suspension pour obtenir le carboxylate de Sr ou Ba correspondant.
Les carboxylates de Nb ont été préparés selon les techniques bien connues de l’art antérieur, en particulier selon R.C Mehrotra et R. Bohra (ibid.).
Par exemple, un alcoxyde de sodium, tel que le NaOEt ou le NaOMe est mis en contact avec un acide carboxylique puis chauffé à 50°C pendant 2h sous agitation pour obtenir le carboxylate de sodium correspondant, lequel est mis en contact avec du NbCl5pour obtenir le carboxylate de Nb correspondant.
Protocoles généraux
Carboxylate de sodium
Un carboxylate de sodium a été obtenu selon le protocole et les schémas suivants :
  • Un ballon a été rempli d'argon Ar puis 4,09 g de sodium (0,18 mole) y ont été ajoutés ;
  • 114 g de 2-isopropoxyéthanol ont été ajoutés en tant que solvant (de l’éthanol ou du 1-hexanol a également été utilisé comme solvant, de manière alternative) ;
  • Optionnellement, du méthanol a été ajouté pour accélérer la dissolution du métal ;
  • La solution ainsi préparée a été agitée jusqu'à ce que le métal soit totalement dissous ;
  • Ensuite, l’acide carboxylique (0,18 mole), par exemple 25,92 g d'acide 2-éthylhexanoïque, a été ajouté ;
  • La solution finale contient le carboxylate de sodium (par exemple l’éthylhexanoate de sodium).
Carboxylate de niobium
Un carboxylate de niobium a été obtenu selon le protocole et les schémas suivants :
  • 5,12 g de chlorure de niobium Nb(Cl)5ont été mélangés dans du méthanol ou un mélange méthanol :1-hexanol, en particulier dans 84 g de méthanol ;
  • Ensuite, 0,094 mole de carboxylate de sodium (par exemple de 85 g d’éthylhexanoate de sodium) a été ajouté ;
  • La solution a immédiatement formé un précipité blanc de NaCl, lequel a été filtré.
n correspond à la complexité moléculaire en solution, n étant 1, 2, ou 4, n étant en particulier égal à 1.
La solution de carboxylate de niobium ainsi obtenue a été concentrée puis du 2-isopropoxyéthanol ou de l’hexanol a été ajouté, et le précipité de carboxylate de niobium formé a été isolé par centrifugation.
Du glycolate de niobium a été obtenu de manière analogue.
Carboxylate de strontium
Un carboxylate de strontium a été obtenu selon le protocole et les schémas suivants :
- Du carboxylate de sodium (par exemple de 81,11 g d’éthylhexanoate de sodium) a été ajouté à 34,94 g de chlorure de strontium hexahydraté ;
- 154,72 g de méthanol ont été ajoutés au mélange, puis la solution a été agitée ;
- 2 phases se sont formées, et un solvant organique (hexane) a été ajouté pour faciliter l'extraction de l'excès d'eau (6.H2O de l’hexahydrate). La masse de la solution obtenue est de 391g.
Alternativement, un carboxylate de strontium a été obtenu selon le protocole suivant :
  • 1,86 g de strontium métallique ont été pesés dans un ballon rempli d'argon, puis 51,23 g de 2-isopropoxyéthanol (du 1-hexanol ou de l’éthanol a également été utilisé, de manière alternative) et 75,49 g de méthanol ont été ajoutés pour dissoudre le métal sous agitation ;
  • L’acide carboxylique (par exemple 6,32 g d'acide 2-éthylhexanoïque) a ensuite été ajouté sous chauffage à 70 ou 80℃ ;
  • 144 g de solvant, par exemple du 2-isopropoxyéthanol, ont été ajoutés et le mélange a été chauffé à 100℃ ;
  • le ballon a ensuite été agité à 80℃ et une solution limpide de carboxylate de strontium s'est formée.
Du 2-2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium a été obtenu de manière analogue.
Carboxylate de baryum
Un carboxylate de baryum a été obtenu selon le protocole et les schémas suivants :
  • Un ballon a été rempli d'argon puis 2,52 g de baryum métallique y ont été ajoutés ;
  • 65 g de 2-isopropoxyéthanol ont été ajoutés comme solvant (du 1-hexanol ou de l’éthanol a également été utilisé comme solvant, de manière alternative) ;
  • 24,12 g de méthanol ont ensuite été ajoutés pour stopper la réaction et dissoudre complètement le métal ;
  • Puis un acide carboxylique (par exemple 5,5 g d'acide 2-éthylhexanoïque) a été ajouté pour former le carboxylate de baryum sous la forme d’une solution limpide.
Le méthanol a été évaporé afin de concentrer la solution en baryum. Cette solution a ensuite cristallisé et le carboxylate de baryum a pu être séparé par centrifugation.
Du 2-2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de baryum et de l’isovalérate de baryum ont été obtenus de manière analogue.
Trois solutions, ci-après dénommées T1, T2 et T3, sont préparées à partir de ces carboxylates, comme suit. Un solvant comme défini précédemment peut être ajouté si nécessaire, notamment pour obtenir une bonne mouillabilité sur le substrat.
Solutions Carboxylate de Ba Carboxylate de Sr Carboxylate de Nb % pondéral en métal
T1 2-éthylhexanoate de baryum 2-éthylhexanoate de strontium 2-éthylhexanoate de niobium 7
T2 2-éthylhexanoate de baryum 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium glycolate de niobium 13
T3 isovalérate de baryum 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium glycolate de niobium 15
Pour ces trois solutions, les proportions d’acides carboxylates sont telles que les quantités de Sr, Ba et Nb apportées correspondent à la stœchiométrie d’un SBN Sr0.25Ba0.75Nb2O6.
Toujours pour ces trois solutions, la quantité totale de métal est de 5 à 15 % en masse par rapport à la masse totale de solution.
Par exemple, les trois solutions contenant les carboxylates de strontium, de baryum et de niobium ont été préparées en pesant l’équivalent de 3,427 g de carboxylate de strontium, 2,396 g de carboxylate de niobium et 1,71 g de carboxylate de baryum, puis en mélangeant la composition obtenue.
Exemple 2 : préparation d’oxydes de l’invention
Des couches minces d’oxyde ont été obtenues après dépôt sur un substrat des solutions T1, T2 ou T3 de l’exemple 1, en particulier par tournette (cinq à dix couches recuites à 500 ou 600°C). Les substrats utilisés sont à base de silicium ou de verre, en particulier des substrats de type verre recouvert d’ITO (indium tin oxide)/aluminium ou de silicium recouvert d’ITO. Les substrats ont été nettoyés dans un bain ultra-son d'acétone pendant 2 min, puis d'isopropanol pendant 2 min supplémentaires. Ils ont ensuite été séchés à l’aide de N2. La solution a par exemple été déposée sur le substrat par dépôt à la tournette à 300 tours par minute pendant 10 s puis à 700 tours par minute pendant 15 s ou à 1000 tours par minute pendant 30s. 5 à 10 couches ont été déposées puis chauffées à 500 ou 600°C pendant 5 min après chaque dépôt de couche. Ce recuit à 500 ou 600°C peut éventuelle être précédé d’un chauffage à plus basse température, par exemple 200°C, pendant 2 à 10 secondes.
L’épaisseur finale dépend du nombre de couches et des conditions de dépôts et de la dilution. Elle est ici comprise entre 250 et 1µm selon la dilution choisie, préférentiellement autour de 500nm pour 10 couches successives recuites à 500 ou 600°C. Ainsi, les solutions T1, T2 et/ou T3 peuvent être au besoin diluées ou concentrées afin d’adapter leur viscosité à l’épaisseur recherchée.
Après le recuit, les substrats ont été refroidis puis recouverts d'environ 100 nm d'Al à l'aide d’un dispositif Riber.
Résultats
Mesures diélectriques
Les structures capacitives des 3 oxydes obtenus, sur substrat silicium revêtu d’ITO, et recouverts d’Al, ont été mesurées afin d’en extraire les propriétés diélectriques.
Un capacimètre KEYSIGHT 4980, capacimètre numérique haute précision avec une fréquence de Test de 1KHz et 1MHz pouvant mesurer dans la plage de mesure de capacités de 1pF à 10µF avec une précision 0,07%, a été utilisé.
Un système de type condensateur peut être caractérisé par 3 mesures : I(V), C(V) et C(f), avec
  • I(V) : mesure du courant en fonction de la tension. Pour en extraire en particulier la résistance de la couche diélectrique ;
  • C(f) : mesure de la capacité en fonction de la fréquence. Pour en extraire la permittivité et le comportement diélectrique de la couche grâce à l’équation ci-dessous entre la capacité et la géométrie de la structure ;
  • C(V) : mesure de la capacité en fonction de la fréquence.
En effet, la capacité d’un condensateur plan est liée à la constance diélectrique relative au matériau étudié, comme suit :
[F]
avec:
ε0: permittivité diélectrique du vide ≈ 8,854.10-12[F.m-1] ;
εr: constante diélectrique relative au matériau étudié ;
S ∶ surface des électrodes [m2] ;
E : épaisseur séparant les deux électrodes [m].
Il s’avère que les 3 oxydes obtenus ont bien un caractère capacitif.
La morphologie des oxydes obtenus a été étudiée au microscope à balayage électronique. Les couches minces obtenues avec ces trois oxydes sont denses et uniformes, dénuées de particules ou de précipités, non recherchés.
Par exemple, les clichés correspondants aux oxydes obtenus à partir des solutions T2 et T3 sont présentées aux figures 1 et 2.
En outre, des analyses cristallographiques ont été effectuées. Pour les trois échantillons, la phase pérovskite, qui est la signature de la ferroélectricité, a été identifiée. Ils présentent également la phase cristalline recherchée.
Par ailleurs, des mesures XPS ont été effectuées sur la surface des échantillons de films minces SBN recuits selon l’invention afin d'étudier leur composition. Il a par exemple été montré que les spectres C1s et O1s ne montrent pas de pic correspondant à la présence de carbonate CO3.
Exemple 3 : préparation d’oxydes hors invention
Des oxydes hors invention ont été préparés de façon analogue à ceux décrits dans l’exemple 2, avec des solutions préparées de façon analogue à celles décrites dans l’exemple 1, d’après le tableau suivant :
Echantillons Composition
T4 Sr,Ba ethylhexanoate + Nb butyrate
T5 Sr,Ba ethylhexanoate +Nb glycolate
T6 Sr 2-2-2 + Ba,Nb ethylhexanoate
T7 Sr 2-2-2 + Ba ethylhexanoate + Nb butyrate
T8 Sr glycolate+ Ba,Nb ethylhexanoate
T9 Sr glycolate + Ba ethylhexanoate + Nb butyrate
T10 Sr, Nb glycolate + Ba ethylhexanoate
T11 Sr 2-2-2 + Ba isovaleric + Nb ethylhexanoate
T12 Sr 2-2-2 + Ba isovaleric + Nb butyrate
T13 Sr, Nb ethylhexanoate + Ba isovaleric
T14 Sr ethylhexanoate + Ba isovaleric + Nb butyrate
T15 Sr ethylhexanoate + Ba isovaleric + Nb glycolate
Ces échantillons ont tous conduit à la formation de couches d’oxyde:
  • Montrant totalement ou partiellement une surface granulaire non homogène (par exemple la couche d’oxyde correspondant à l’échantillon T6, ) ; et/ou
  • Etant dépourvues de caractère capacitif ; et/ou
  • Sans phase pérovskite.

Claims (12)

  1. Composition constituée de ou comprenant un complexe de baryum A, un complexe de strontium B et un complexe de niobium C, dans laquelle :
    • Le complexe de baryum A est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de baryum et l’isovalérate de baryum ;
    • Le complexe de strontium B est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de strontium et le 2-(2-méthoxyéthoxy)acétate de strontium ;
    • Le complexe de niobium C est choisi parmi le 2-éthylhexanoate de niobium et le glycolate de strontium ;
    les quantités molaires de baryum nA, de strontium nBet de niobium nCétant telles que :
    • nA+ nB= nC;
    • nA/ (nA+nB) est compris de 0,7 à 0,9.
  2. Composition selon la revendication 1, laquelle est une solution, en particulier une solution alcoolique.
  3. Composition selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le baryum, le strontium et le niobium sont présents dans ladite composition à hauteur de 5 à 15 % quant à leur masse totale par rapport à la masse totale de composition.
  4. Utilisation d’une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 pour la préparation d’un produit constitué de ou comprenant un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9.
  5. Produit constitué de ou comprenant :
    • un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9 ; et
    • de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe ; ou
    • de l’acide 2-(2-méthoxyéthoxy)acétique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, de l’acide hydroxyacétique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, et de l’acide 2-éthylhexanoïque, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe, ou de l’acide isovalérique, éventuellement sous la forme d’un sel ou d’un complexe.
  6. Produit selon la revendication 5, lequel est sous la forme d’une couche, en particulier d’une épaisseur comprise de 100 à 1000nm, notamment d’environ 300 nm.
  7. Produit selon l’une quelconque des revendications 5 à 6, lequel est au moins en partie cristallin, ledit produit ayant en particulier une phase pérovskite.
  8. Produit selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, lequel est au contact d’un substrat, en particulier choisi parmi verre, polyimide, silice, silicium, silicium recouvert de silice, et/ou acier.
  9. Procédé de préparation d’un produit constitué de ou comprenant un oxyde mixte de formule (I) suivante : Sr1-xBaxNbO3(I), avec x étant compris de 0,7 à 0,9, comprenant :
    1. une étape de formation d’un film d’une composition telle que définie dans l’une quelconque des revendications 1 à 3 sur un substrat ;
    2. une étape de recuit du film obtenu à l’issue de l’étape (i) pour obtenir ledit produit.
  10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’étape (ii) de recuit est effectué à une température comprise d’environ 500 à environ 700°C, notamment d’environ 500 à environ 600°C, par exemple à environ 500°C.
  11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 10, dans lequel les étapes (i) et (ii) sont répétées, en particulier de 1 à 9 fois.
  12. Utilisation d’un produit selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, pour la détection, les mémoires ferroélectriques, la réalisation de dispositifs accordables aux micro-ondes, et la récupération d'énergie.
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