Verres, vitrocéramiques et céramiques à base de TeO2: compréhension des phénomènes ordre-désordre.

Sébastien CHENU¹, Jean-René DUCLERE¹, Maggy COLAS¹, Julie CORNETTE¹, Yann LAUNAY¹, François BRISSET², Mathieu ALLIX³, Cécile GENEVOIS³, Emmanuel VERON³, Pierre-Eugène COULON⁴, Philippe THOMAS¹, Gaëlle DELAIZIR¹

1- Institut de Recherche sur les Céramiques (IRCER), UMR 7315, Université de Limoges, Centre Européen de la Céramique, Limoges, France
2- Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO), UMR 8182 CNRS, Orsay, France
3- Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation (CEMHTI), UPR3079 CNRS, Orléans, France
4- Laboratoire des Solides Irradiés, Ecole Polytechnique, Palaiseau, France

Les verres à base de TeO2 sont intéressants pour leurs propriétés de transmission dans le domaine infrarouge jusqu’à 5.5 µm ce qui permet d’envisager ces matériaux en tant que lentille de caméra infrarouge ou de capteurs biomédicaux par exemple.

Récemment, une étude a été menée dans le système ternaire TeO2-Nb2O5-Bi2O3. Selon la composition choisie, des phénomènes de i) polyamorphisme, ii) de cristallisation totale et congruente du verre permettant d’obtenir des céramiques hautement transparentes ont été mis en évidence [1-2].

Cette dernière céramique transparente dopée aux ions Nd3+ a montré récemment des propriétés laser [3].
Des études structurales et microstructurales ont été menées pour avoir une meilleure compréhension des phénomènes ordre-désordre apparaissant dans ces matériaux « originaux » au cours des différents traitements thermiques des verres de base.

Références :

[1] “New transparent glass-ceramics based on the crystallization of “anti-glass” spherulites in the Bi2O3-Nb2O5-TeO2 system”, A. Bertrand, J. Carreaud, G. Delaizir, M. Shimoda, J. R. Duclère, M. Colas, M. Belleil, J. Cornette, T. Hayakawa, C. Genevois, E. Veron, M. Allix, S. Chenu, F. Brisset, P. Thomas, Crystal Growth and Design, 15, 5086-5096 (2015)
[2] “Scalable and formable tellurite-based transparent ceramics for near infrared applications”, A. Bertrand, J. Carreaud, S. Chenu, M. Allix, E. Véron, J.-R. Duclère, Y. Launay, T. Hayakawa, C. Genevois, F. Brisset, F. Célarié, P. Thomas, G. Delaizir, Advanced Optical Materials, 4, 1482-1486 (2016)
[3] “Nd3+-doped transparent tellurite bulk laser”, M. Dolhen, M. Tanaka, V. Couderc, S. Chenu, G. Delaizir, T. Hayakawa, J. Cornette, F. Brisset, M. Colas, P. Thomas, J.-R. Duclère, Scientific Reports, 8, 4640 (2018)