Assas Recherche | Étude du système Ga2O3-Gd2O3-Nb2O5 : vers de nouvelles céramiques transparentes de type niobate pour le moyen infrarouge

Étude du système Ga2O3-Gd2O3-Nb2O5 : vers de nouvelles céramiques transparentes de type niobate pour le moyen infrarouge (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 31/12/2026 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Cornet Louis

Cornet, Louis

Nom

Cornet

Prénom

Louis

Nationalité

Français

Date de soutenance : 17-02-2025

Directeur(s) de thèse : Jubera Véronique

Jubera, Véronique

Nom

Jubera

Prénom

Véronique

- Heintz Jean-Marc

Heintz, Jean-Marc

Nom

Heintz

Prénom

Jean-Marc

- Maître Alexandre

Maître, Alexandre

Nom

Maître

Prénom

Alexandre

- Boulesteix Rémy

Boulesteix, Rémy

Nom

Boulesteix

Prénom

Rémy

Etablissement de soutenance : Bordeaux

Bordeaux

Nom

Bordeaux

Laboratoire : Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)

Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)

Nom

Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (Pessac)

Ecole doctorale : École doctorale des sciences chimiques

École doctorale des sciences chimiques

Nom

École doctorale des sciences chimiques

Informations générales

Discipline : Physico-Chimie de la Matière Condensée
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie

Mots-clés libres : Céramique transparentes, Terres rares, Niobate, Luminescence, Frittage, Diagramme de phase
Mots-clés :

Alliages ternaires
Gadolinium -- Composés
Niobium -- Composés
Gallium -- Composés
Oxydes

Résumé : Le développement de nouvelles sources LASER compactes à haute énergie dans le moyen infrarouge (1,7-2,7 µm) répond à un besoin sociétal et technologique pour l’élaboration et l’amélioration de dispositifs opto-éléctroniques. Les principaux champs d’applications concernés sont la télécommunication, la chirurgie oculaire et dermatologique, ainsi que la défense. Depuis 1995, l’obtention de la première céramique polycristalline transparente présentant un rayonnement LASER a ouvert la voie au développement de cette nouvelle classe de matériau en tant que source amplificatrice. Outre les nombreux avantages inhérents au procédé de fabrication des céramiques transparentes, elles permettent également d’élargir le catalogue de composés disponibles pour ces applications. Cependant, peu de matériaux actifs et cristallisés ont été développés (YAG:Ho3+, LuAG:Ho3+, Lu2O3:Ho3+ et Y3NbO7:Ho3+) et leurs performances restent, pour le moment, limitées voire nulles en tant que sources LASER émettrices à 2 µm.Les travaux menés au cours de cette thèse concernent, dans un premier temps, la recherche de nouvelles compositions issues du système Ga2O3 - Gd2O3 - Nb2O5. Ces différents oxydes lourds présentent les caractéristiques physico-chimiques nécessaires à une application en optique et à la génération de nouvelles longueurs d’onde d’émission dans le moyen infrarouge. Parmi tous les composés synthétisés par voie solide et pour certains par voie liquide (coprécipitation), le niobate de terre rare Gd3NbO7 a retenu notre attention par ses potentielles propriétés spectroscopiques, similaires à celles d'un autre niobate déjà étudié, Y3NbO7. Bien que Gd3NbO7 subit des instabilités structurales néfastes pour son élaboration en tant que céramique transparente, une composition non stœchiométrique stable structuralement jusqu’à des températures supérieures ou égales à 1600 °C a été obtenue. L’étude de la solution solide Gd3+xNb1 xO7-x?1+x avec l’utilisation de la photoluminescence de Eu3+, en tant que sonde structurale, et diverses caractérisations ont montré l’importance du rôle des lacunes d’oxygène dans les phénomènes de transition – stabilisation structurale. Ce point est également illustré lors d’une étude comparative du comportement au frittage des niobates stœchiométrique (x = 0) et non stœchiométrique (x = 0,25), où l’influence de la composition chimique et la structure cristalline impactent incontestablement l’aptitude au frittage. Un premier essai de frittage sous air avec traitement post-HIP a permis l’obtention de nouvelles céramiques transparentes Gd3,25Nb0,75O6,75?1,25 :Ho3+ avec la caractérisation des propriétés optiques et luminescentes.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2025BORD0020
Type de ressource : Thèse

Fiche descriptive