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Concept
Pérovskite (structure)
Résumé
La pérovskite, du nom du minéralogiste russe L. A. Perovski, est une structure cristalline commune à de nombreux oxydes. Ce nom a d'abord désigné le titanate de calcium de formule CaTiO, avant d'être étendu à l'ensemble des oxydes de formule générale ABO présentant la même structure. Les pérovskites présentent un grand intérêt en raison de la très grande variété de propriétés que présentent ces matériaux selon le choix des éléments A et B : ferroélasticité (par exemple ), ferroélectricité (par exemple ), antiferroélectricité (par exemple PbZrO), ferromagnétisme (par exemple YTiO), antiferromagnétisme (LaTiO)
La structure pérovskite de plus haute symétrie est une structure de symétrie cubique. C'est par exemple la structure du titanate de baryum BaTiO à haute température (voir figure ci-contre).
Dans la structure pérovskite cubique, les anions (ici O2−) forment un réseau d'octaèdres liés par leurs sommets. Le centre de chaque octaèdre est appelé site B. Il est occupé par un cation, dans cet exemple Ti4+. Le cation B présentera donc une coordinence 6. Les espaces entre les octaèdres sont des cuboctaèdres dont le centre constitue le site A. La coordinence des cations A est 12, en effet ils se trouvent sur un site à environnement anticuboctaédrique d'oxygène (le baryum dans la figure).
Les pérovskites s'écartent souvent de cette structure cubique idéale. Cela est possible de plusieurs manières :
distorsion de l'ensemble de la maille, par exemple, un allongement dans une direction cristallographique particulière ;
décalage de l'ion A du centre du cuboctaèdre, ou de l'ion B du centre de l'octaèdre ;
rotation des octaèdres autour d'un axe ;
déformation des octaèdres.
De la sorte, les pérovskites peuvent présenter une grande variété de symétries différentes.
Facteur de tolérance de Goldschmidt
La flexibilité de la structure pérovskite se prête à une grande variété de substitutions, selon le choix des atomes sur les sites A et B. Particulièrement la relation entre les longueurs des sous-réseaux A et B joue un rôle important dans la détermination des propriétés de ces matériaux.
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Proximité ontologique