Propriétés électroniques du séléniure de bismuth Bi₂Se₃ fritté : domaine d’existence

¹ Laboratoire de Chimie Physique, Faculté des Sciences Exactes Université de Pau, Avenue Philippon, 64016 Pau, France.
² Laboratoire de Chimie Physique, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Place Eugène-Bataillon, 34060 Montpellier Cédex, France.

Résumé

L’étude des propriétés électroniques du séléniure de bismuth fritté en fonction de la pression partielle en sélénium et en fonction de la température a été faite. Cette étude permet de dégager tout d’abord un modèle électronique suivant lequel le séléniure de bismuth ne comporte aux hautes températures que des lacunes de sélénium doublement ionisées dont l’énergie d’ionisation est quasiment nulle, tandis qu’aux températures inférieures à 550 °C les associations de lacunes prédominent; elle permet enfin de déterminer la largeur de bande interdite de ce composé. A partir de ces résultats le domaine d’existence de Bi₂Se₃ a pu être construit et la détermination des pressions de sélénium correspondant à la « bordure riche en bismuth » a permis de calculer l’enthalpie et l’enthalpie libre standards de formation du composé BiSe(c).

Abstract

The electronic properties of bismuth selenide pellets have been studied under different selenium partial pressures and different temperatures. From this study, we can define an electronic model according to which bismuth selenide under high temperatures contains only double-ionized selenium vacancies whose associations of vacancies prevail. Finally, we can determine the forbidden band gap. From these results the existence region of Bi₂Se₃ has been drawn and the determination of selenium pressure corresponding to the « bismuth rich boundary » have enabled us to calculate the standard heat and free energy of formation of BiSe(c).