XANES COMPARATIVE STUDY OF RUTILE SOLID SOLUTIONS : (Ti,V)O2, (Ti,Nb)O2 AND (Ti,Ta)O2

On a mesuré l'absorption au seuil K du titane, au seuil K du vanadium et L du tantale dans les solutions solides (Ti,V)O2, (Ti,Nb)O2 et (Ti,Ta) O2. Par comparaison des solutions entre elles, on a montre l'existence d'un transfert de charge partiel entre Ti et Nb. On a par ailleurs, déterminé les variations du champs de ligandes et de la taille de l'octaèdre de coordination. Enfin, on a détecté la présence d'un pic excitonique aux seuils du titane et du vanadium pour toutes les solutions solides.We have measured the absorption at Ti K edge, V K edge and Ta L edge in (Ti,V)O2 , (Ti,Nb)O2 and (Ti,Ta)O2 solid solutions. Comparison of the edge spectra of these compounds shows evidence of a partial charge transfer between Ti and Nb and variations of the ligand field and the size of the coordination octahedron. Lastly, we have detected the presence of an excitonic peak at Ti or V edge in all solid solutions

THERMODYNAMIC, SPECTROSCOPIC, X-RAY, ELECTRONIC AND MAGNETIC STUDY OF (Ti1-xNbx)O2 SOLID SOLUTIONS VERSUS TEMPERATURE AND COMPOSITION

Diverses propriétés physiques ou physico-chimiques des solutions solides (Ti,Nb)O2 ont été étudiées en fonction de la température et de la composition de manière à déterminer l'évolution de la structure électronique. La présence de niobium à l'état 4d1 modifie largement le comportement électrique et la structure de défauts de TiO2. Les niveaux de niobium s'accumulent au voisinage de la bande de conduction du Ti. L'écart à la stoechiométrie du matériau change de signe quand la concentration de niobium augmente, cette modification est à relier à l'occupation partielle des niveaux 4d du niobium. Aux concentrations de niobium élevées des interactions antiferromagnétiques entre les niobium ou les titane porteurs d'électrons se développent. Les électrons sont alors plus localisés que dans TiO2 et la mobilité est thermiquement activée.We have studied different physical or physico-chemical properties of (Ti,Nb)O2 solid solutions versus temperature and composition in order to sift out the evolution of the electronic structure. The substitution of titanium by niobium in the 4d1 state changes largely the electrical behaviour and the defect structure of TiO2. The 4d electronic levels of niobium pile up close to the bottom of the conduction band. The departure from stoichiometry changes of sign for the niobium contents > 4 %, this would be related to the partial occupation of 4d levels. For higher niobium content, antiferromagnetic interaction occurs on the niobium or on the titanium atoms. Electrons are then more localised than in TiO2 and their mobility in thermally activated