Conduction électrique dans les électrodes polycristallines de ZnO semiconducteur. Importance des joints de grains

Les propriétés électriques de pastilles frittées d'oxyde de zinc polycristallin pur et enrichi en oxyde de bismuth ont été comparées avec celles d'électrodes analogues en contact avec un électrolyte aqueux. En bon accord avec le modèle des varistances, les propriétés électriques des pastilles sèches enrichies en oxyde de bismuth sont dominées par les barrières intergranulaires ; la résistance en champ nul est élevée et la polarisation appliquée se divise en autant de chutes élémentaires de potentiel qu'il y a de barrières consécutives dans l'épaisseur des pastilles. La mise au contact d'un électrolyte aqueux induit des modifications importantes de ces propriétés ; la résistivité des pastilles enrichies en oxyde de bismuth est fortement diminuée. Le comportement des électrodes polycristallines se rapproche alors de celui d'électrodes monocristallines : une polarisation anodique appliquée reste confinée en une seule zone de charge d'espace à l'interface électrode-électrolyte. Les résultats sont interprétés comme étant la conséquence du mouillage des joints de grains par l'électrolyte en surface des pastilles, permettant l'injection directe d'électrons dans les joints de grains