PÉROVSKITES

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Cristal de pérovskite

Cristal de pérovskite
Crédits : Gary Cook/ Visuals Unlimited/ SPL - Science Photo Library/ Biosphoto

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Structure d’un cristal de pérovskite

Structure d’un cristal de pérovskite
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Film de pérovskite

Film de pérovskite
Crédits : Michael Graetzel & al./ EPFL

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Cellule photovoltaïque à pérovskite

Cellule photovoltaïque à pérovskite
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Propriétés physiques et applications actuelles des pérovskites

La structure très particulière des pérovskites est à l’origine de nombreuses recherches dans des domaines variés de la physique et leurs applications. On a découvert par exemple dès les années 1940 que des céramiques de synthèse de structure pérovskite comme le titanate de baryum (BaTiO3) avaient de remarquables propriétés piézo-électriques, c’est-à-dire qu’elles se polarisaient électriquement aisément sous l’action de contraintes mécaniques. Les titano-zirconates de plomb (ou PZT) ont des coefficients piézo-électriques cent fois supérieurs à ceux des cristaux de quartz naturels et leur élaboration à partir de 1954 a permis un développement considérable de l’utilisation technologique des phénomènes piézo-électriques. Les micromanipulateurs de précision utilisés en optique adaptative pour déformer des miroirs et optimiser ainsi les observations astronomiques en sont un exemple. Des monocristaux de type pérovskite ont été plus récemment fabriqués avec des propriétés piézo-électriques encore plus intéressantes.

Certains oxydes de structure pérovskite (par exemple le niobate de potassium KNbO3) sont des matériaux ioniques de constantes diélectriques élevées qui possèdent une polarisation électrique intrinsèque, qu’un champ électrique extérieur peut faire basculer d’une direction à une autre. Ce caractère, appelé « ferroélectrique », est décrit par le cycle d’hystérésis de la polarisation en fonction du champ électrique appliqué (rappelons que, en physique, on appelle hystérésis la persistance d’un phénomène lorsque cesse la cause qui l’a provoqué). La ferroélectricité des pérovskites leur ouvre de nombreuses applications en microélectronique, comme la réalisation de filtres ou de condensateurs dont les propriétés peuvent être ajustées avec la composition chimique du matériau. La découverte en 1986 de l’état supraconducteur de certaines céramiques issues de pérovskites a révolutionné la physique des solides. Trent [...]


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Écrit par :

  • : directeur de recherche au CNRS, centre de physique théorique de l'École polytechnique, Palaiseau
  • : docteur en sciences de la Terre, concepteur de la collection La Science au présent à la demande et sous la direction d'Encyclopædia Universalis, rédacteur en chef de 1997 à 2015

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Pour citer l’article

Bernard PIRE, Yves GAUTIER, « PÉROVSKITES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 novembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/perovskites/