Etudes des propriétés thermoélectriques de matériaux à

Etudes des propriétés thermoélectriques de matériaux à structure hollandite
Encadrant : Sylvie Hébert, Laboratoire CRISMAT ([email protected])
Les effets thermoélectriques les plus connus sont l’effet Seebeck qui permet de
transformer un gradient de température T en gradient de potentiel électrique V, et l’effet
inverse, l’effet Peltier, qui transforme V en T. Ces deux effets permettent des applications
dans le domaine de la récupération d’énergie ou pour le refroidissement. Ces effets
thermoélectriques sont également d’excellentes sondes des propriétés électroniques des
matériaux, très sensibles à la structure de bande, au dopage, ou aux transitions magnétiques.
Les potentialités d’application d’un matériau dépendent de trois grandeurs physiques,
à travers le facteur de mérite, grandeur sans dimension définie par ZT = S2 T/ (), avec T la
température, S le coefficient Seebeck V/T,  la résistivité électrique et  la conductivité
thermique. ZT doit être au moins égal à 1 en vue d’applications.
Au sein du laboratoire, différentes familles de composés sont étudiées pour trouver de
nouveaux matériaux thermoélectriques, avec en particulier de nombreuses études d’oxydes et
plus récemment de sulfures et séléniures. Le sujet de ce stage est l’étude des propriétés
thermoélectriques de différents matériaux à structure dite ‘hollandite’. Les matériaux seront
synthétisés et mis en forme au sein du laboratoire, et le travail expérimental consistera à faire
des mesures de transport (mesures de résistivité, de coefficient Seebeck et de conductivité
thermique) et des mesures d’aimantation, en fonction de la température (entre 2K et 800K) et
éventuellement du champ magnétique (jusqu’à 14T), afin de mieux comprendre l’origine du
coefficient Seebeck dans ces matériaux, et comment optimiser leurs propriétés.