Abstract FR:

L'objet de la thèse est une étude des propriétés structurales, dynamiques et photoconductrices du système KTaO3 dopé au lithium Li (souvent appelé KTL), appartenant à la famille des pérovskites ABO3 hautement intéressante du point de vue des applications en optique non-linéaire et en photorefractivite. Le rôle de l'introduction du Li sur l'apparition d'un ordre dipolaire à courte voire à longue portée, sur les propriétés structurales (transition de phase, nature, mécanisme) et dynamiques (énergie, amortissement, dispersion des vibrations cristallines) fait encore l'objet de controverses malgré les nombreux travaux existant sur ce sujet. Une contribution à la clarification des questions encore soulevées dans le système KTL est apportée par des mesures de spectroscopie Raman et de diffusion inélastique de neutrons thermiques. Des aspects théoriques de dynamique cristalline sont également développés et appliques modelistiquement dans le but d'interpréter le spectre Raman du second ordre très intense d'une part, et de spécifier le rôle du Li sur le caractère non-linéaire du système d'autre part. L'accroissement de la fréquence du mode mou et la diminution de la contribution non-linéaire a la polarisabilité de l'oxygène lorsque la concentration en Li augmente, montrent que le li réduit la non-linéarité du système. Ce phénomène est interprété par l'apparition a l'échelle microscopique d'amas polaires induits par le Li. Ces amas rendent les chaines O-Ta moins rectilignes et entravent les fortes polarisabilités le long de ces chaines. L'activation dans le spectre Raman de ktl de raies du premier ordre, en principe interdites par symétrie, est interprétée a l'aide d'une théorie tenant compte des fluctuations polaires relaxationnelles induites par les ions Li décentrés et leur interaction avec le réseau cristallin. Une phase polaire avec des microrégions d'extension spatiale dépendant de la concentration en Li et de la température est mise en évidence. Dans le cas des hautes concentrations, les résultats sont caractéristiques d'une transition de phase cubique-quadratique avec installation d'un ordre à plus longue portée. Des mesures de photoconductivité dans KTL, avec une énergie d'illumination inferieure à celle de la bande interdite, révèlent l'existence de photocourants nettement supérieurs à 0. 1 uA pour des températures inferieures à 80K. Leur intensité est du même ordre de grandeur que celle observée dans les semi-conducteurs classiques et est fortement dépendante de la concentration en Li, de la température et du traitement de l'échantillon. Les résultats expérimentaux sont interprétés de façon satisfaisante grâce à un modèle théorique. Le schéma de structure électronique proposé suppose l'existence de niveaux électroniques dus aux déplacements des oxygènes induits par les ions Li décentrés et à des impuretés de fer non contrôlées