D. Colson, Groupe ‘oxydes conducteurs’
Une partie de l’activité du groupe est centrée sur l’élaboration et l’étude physico-chimique de matériaux massifs à l’état solide, monocristaux ou céramiques, principalement des oxydes ou des pnictures. Nous consacrons nos recherches à des matériaux aux propriétés remarquables notamment les supraconducteurs à haute température critique, les oxydes multiferroïques et magnéto-électriques.
Différentes voies d’élaboration sont utilisées en fonction du type d’échantillon recherché : La technique de réaction à l’état solide d’oxydes ou de carbonates à haute température (800°C-1500°C) permet la synthèse d’échantillons polycristallins. Le frittage consiste à recuire ces échantillons préalablement compactés, en dessous de leur point de fusion, améliorant ainsi leur densité en fonction de leur degré de compactage.
L’élaboration de monocristaux s’effectue à l’aide d’une technique de croissance en flux qui permet la cristallisation de tels oxydes à partir d’une phase liquide dont la température est inférieure au point de fusion ou à la température de décomposition du matériau.
L’étude par diffraction des rayons X des matériaux élaborés va ensuite permettre de vérifier l’organisation cristalline, l’éventuelle présence de phases parasites et d’optimiser les paramètres de synthèse (température, durées, vitesse de refroidissement).
Les propriétés physiques (magnétiques et transport) des matériaux sont mesurées par les physiciens du groupe mais nous collaborons également avec des laboratoires extérieurs.
Cette forte interaction entre chimistes et physiciens est un atout pour l’optimisation des échantillons, elle nous permet d’élaborer des matériaux homogènes à haut degré de pureté.
Nos principaux équipements en chimie du solide :
- fours tubulaires sous air et atmosphère contrôlée,
- fours à moufle,
- presse,
- diffractomètre à rayons X pour poudres,
- analyse thermique (DSC-TG),
- système de mesures des propriétés magnétiques (Squid, VSM).
Publications récentes :
▪ Light-induced size changes in BiFeO3 crystals,
B. Kundys, M. Viret, D. Colson, D. O. Kundys, Nature Materials 9 (2010) 803.
▪ Hole and electron contributions to the transport properties of Ba(Fe1−xRux)2 As2 single crystals,
F. Rullier-Albenque, D. Colson, A. Forget, P. Thuéry, S. Poissonnet, Phys. Rev. B 81 (2010) 224503.
▪ Hall effect and resistivity study of the magnetic transition, carrier content, and fermi-liquid behavior in
Ba(Fe1-xCox)2 As2,
F. Rullier-Albenque, D. Colson, A. Forget, H. Alloul, Phys. Rev. Lett. 103, (2009) 057001.
▪ Electric-Field-Induced Spin Flop in BiFeO3 Single Crystals at Room Temperature,
D. Lebeugle, D. Colson, A. Forget, M. Viret, A. M. Bataille, A. Gukasov, Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 227602
▪ Room-temperature coexistence of large electric polarization and magnetic order in BiFeO3 single crystals,
D. Lebeugle, D. Colson, A. Forget, M. Viret, P. Bonville, J.F. Marucco, S. Fusil, Phys. Rev. B 76 (2007) 024116.
