résistance électrique du matériau. Nous avons mesuré, à différentes températures, la
0 50 100 150 200 250 300 350
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
MR %
T (K)
Sr2FeMoO6-F2 Sr2FeMoO6-F3 Sr2FeMoO6-F4 Sr2FeMoO6-F5 Sr2FeMoO6-F6 Sr2FeMoO6-F7 Sr2FeMoO6-F7-CO/CO2
µ0H = 0,1 T
Fig. III.24.a : Évolution de la magnétorésistance en fonction de la température sous un champ magnétique de 0,1 T
0 50 100 150 200 250 300 350
2 4 6 8 10 12 14
16 µ0H = 1 T SrSr2FeMoO6-F2
2FeMoO6-F3 Sr2FeMoO6-F4 Sr2FeMoO6-F5 Sr2FeMoO6-F6 Sr2FeMoO6-F7 Sr2FeMoO6-F7-CO/CO2
MR %
T (K)
Fig. III.24.b : Évolution de la magnétorésistance en fonction de la température sous un champ magnétique de 1 T
0 50 100 150 200 250 300
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
µ0H = 5,5 T Sr2FeMoO6-F2
Sr2FeMoO6-F3 Sr2FeMoO6-F4 Sr2FeMoO6-F5 Sr2FeMoO6-F6 Sr2FeMoO6-F7 Sr2FeMoO6-F7-CO/CO2
MR %
T (K)
Fig. III.24.c : Évolution de la magnétorésistance en fonction de la température sous un champ magnétique de 5,5 T
magnétorésistance en fonction du champ magnétique pour des champs forts (de – 5,5 T à + 5,5 T) ou des champs faibles (de -1T à +1 T). Les courbes obtenues sont présentées sur les figures III.22.a-n. On observe une bonne symétrie des courbes pour les deux sens du champ magnétique et l'absence de coercitivité (le minimum de magnétorésistance est toujours à champ nul).
Les comportements magnétorésistifs observés pour ces compositions (fig. III.22.a- n), présentent une décroissance abrupte de la résistivité en champs faibles et lente en champs forts, ce qui montre la nature inter- granulaire [Kobayashi 1998, Sarma 2000b]
de la magnétorésistance. A l'inverse, les mesures effectuées sur des monocristaux de Sr2FeMoO6 caractérisent une magnétorésistance (intra-granulaire) faible (à basse température : 5-20 K et sous champ fort: 5-7T) [Tomioka 2000, Yanagihara 2001].
Nous avons effectué, pour un de nos échantillons (Sr2FeMoO6-F7), des mesures de magnétorésistance à haute température (fig. III.23), à l'aide du dispositif expérimental décrit dans la section II.5.a.1.
Cet échantillon présente encore ~ 1,4 % de magnétorésistance sous 1T à 400 K (~2 K au dessous de sa température de Curie).
Section III.8: Magnétorésistance
Pour la région paramagnétique (T > Tc) on n'observe plus de magnétorésistance.
La magnétorésistance diminue quand la température augmente (fig. III.24), cette diminution a pour origine la polarisation de spin à l'intérieur de chaque grain [Yuan 2003]. Au voisinage et au dessus de la température ambiante, les courbes deviennent en effet de plus en plus bruyantes (ce bruit pourrait être lié au désordre croissant des spins vers la température de Curie).
Nous avons aussi étudié l'influence des traitements thermiques sur la variation de la magnétorésistance en fonction de la température sous différents champs magnétiques : faible (0,1 T ; fig. III.24.a), moyen (1 T; fig. III.24.b) et fort (5,5 T; fig. III.24.c). Les valeurs représentées sur les figures III.24 ont été obtenues à partir des valeurs de la magnétorésistance mesurées pour des valeurs positives du champ magnétique ; les barres d'erreurs étant calculées à partir des différences (faibles) entre les points obtenus pour le sens croissant (0 1T) du champ magnétique et décroissant (1T 0), respectivement.
La propriété la plus importante du point de vue des applications pratiques est la magnétorésistance en champ faible à la température ambiante ou supérieure à l'ambiante. Nos échantillons présentent une magnétorésistance sous 1000 Oe (0,1T) qui passe de 1,58 ± 0,14 % (Sr2FeMoO6-F2) à 2,74 ± 0,01 % (Sr2FeMoO6-F7) pour T = 300 K et de 1,42 ± 0,01 % (Sr2FeMoO6-F3) à 1,77 ± 0,04 % (Sr2FeMoO6-F6) pour T = 340 K.
Pour interpréter ces résultats, nous rappellerons d'abord les différents facteurs, intragranulaires et intergranulaires, qui peuvent influencer la magnétorésistance de ces composés :
Le principal facteur intragranulaire est la polarisabilité magnétique des grains. Celle-ci est certainement réduite par un désordre fer-molybdène élevé [Garcia-Hernandez 2001] mais elle peut également dépendre de la taille [Song 2001] et de la forme des grains. Les observations expérimentales de Garcia-Hernanadez et al. montrent une amélioration de la magnétorésistance à champ faible (LFMR) avec la diminution du taux d'antisites. Sarma et al. [Sarma 2000b-2001]
confirment ce résultat. En revanche, Navarro et al. [Navarro 2001b] rapportent que la magnétorésistance en champ faible est favorisée par un désordre plus élevé.
Les facteurs intergranulaires sont pour leur part principalement liés aux caractéristiques des joints de grains (nombre de joints, composition chimique, etc...). Par conséquent, de très bonnes magnétorésistances ont été trouvées pour des échantillons ayant des grains nanométriques [Song 2001], Yuan 1999, Venkatesan 2002a]. La présence d'un isolant au niveau des joints des grains augmente la barrière que les électrons doivent traverser. Plusieurs auteurs
[Niebieskikwiat 2001, Niebieskikwiat 2002, Yuan 2003, Sharma 2003, Wang 2004a-2004b]
montrent qu'une faible quantité de SrMoO4 aux joints de grains améliore la magnétorésistance par rapport à un matériau monophasé. Un effet similaire a été mis en évidence [Niebieskikwiat 2000] pour l'oxygène piégé aux des joints des grains.
Ces effets, difficiles à séparer les uns des autres montrent, de façon générale, l'intérêt de travailler avec un matériau à petits grains avec un taux d'antisites aussi faible que possible.
Pour nos échantillons, l'amélioration de la magnétorésistance lors des traitements thermiques pourrait être reliée à la diminution de la taille des grains (section III.4) due aux broyages intermédiaires. Nos échantillons sont exempts de la phase parasite SrMoO4, mais la présence d'oxygène piégé au niveau des joints des grains pourrait aussi avoir un effet d'amélioration de la magnétorésistance. Cependant, nous n'avons pas étudié cet effet. Les variations du taux d'antisites d'un échantillon à l'autre sont très faibles, ce qui ne nous permet pas de faire une corrélation directe entre le taux d'antisites et la magnétorésistance. Cependant, les échantillons présentant les plus fortes aimantations à saturation (Sr2FeMoO6-F6, F7 et F7-CO/CO2) présentent aussi les magnétorésistances les plus élevées.
% &
Nous avons montré dans ce chapitre l'importance des conditions de synthèse sur les propriétés physico-chimiques de la pérovskite double Sr2FeMoO6. La maîtrise de celles-ci s'avère fondamentale ; le choix de ces conditions détermine l'obtention d'un matériau ayant une bonne pureté, une microstructure adaptée aux applications envisagées et également une stœchiométrie d'oxygène proche de la valeur idéale "O6". La durée des traitements thermiques de frittage détermine aussi la diminution du taux d'antisites pour les cations Fe et Mo, ce qui se reflète dans les valeurs des aimantations à saturation plus proches de la valeur idéale de 4 B. Les propriétés électriques (résistivité, magnétorésistance) sont fortement influencées par la microstructure du matériau.
Il est important de rappeler que l'ensemble des échantillons que nous avons étudiés