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  • Définitions
  • Le TiO2

Le dioxyde de titane

L’oxyde de titane est un semi-conducteur qui existe sous différentes formes allotropiques24. L’oxyde TiO appartient à la grande famille des oxydes TinO2n-1 qui sont décrits comme ayant une structure cristalline déformée de type CS25, et qui inclut la phase Magnéli (4 ≤ n ≤ 9). L’oxyde TiO2 existe sous différentes formes cristallines : le rutile, l’anatase, la brookite, et un grand nombre de phases obtenues sous haute - pression. Pour ajouter à cette complexité, le TiO2 peut accepter les formes non stœchiométriques de type TiO2-x ou TiO2+x.

Le rutile a un réseau tétraédrique de cations (figure 1). Des octaèdres d’oxygène entourent les cations. L’octaèdre TiO6 partage une arête commune le long de l’axe [001] et un sommet commun avec un autre octaèdre adjacent, avec un arrangement de contact cation - anion - cation. Bien que le rutile soit un isolant, par l’ajout de petites quantités de Ti3+, la conductivité électrique peut être induite via des interactions cation - cation ou Ti3+ - anion - Ti4+26+. La distance inter-ionique moyenne27 dans le rutile est de 1,959 A pour la liaison Ti-O ainsi que 2,96 A et 3,57 A pour les liaisons Ti-Ti.


Fig.1 - Structure cristallographique du rutile24


L’anatase est une structure tétraédrique allongée28 avec des octaèdres d’oxygène irréguliers, mais les distances Ti-O (1,917 A de moyenne) sont sensiblement égales aux autres côtés et à celles du rutile (figure 2).


Fig.2 - Structure cristallographique de l’anatase24



La brookite29 est orthorhombique avec une structure plus complexe, bien que les distances Ti-O soient similaires aux autres structures (figure 3).


Fig.3 - Structure cristallographique de la brookite24


Les phases haute pression ont une structure columbite (α-PbO2), avec des octaèdres TiO6 qui partagent deux arêtes, les arêtes partagées ont des distances O-O plus petites (figure 4).


Fig.4 - Structure cristallographique des phases haute pression24


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