Mieux comprendre la cristallochimie à l’origine des propriétés thermoélectriques

Des scientifiques du laboratoire de Cristallographie et sciences des matériaux (CRISMAT/CNRS/Université Caen Normandie/ENSICAEN), de l’Institut des sciences chimiques de Rennes (ISCR/CNRS/Université Rennes 1/ENSCR/INSA Rennes) et de l’Institut Jean Lamour (IJL/CNRS/Université de Lorraine) montrent que la structure cristalline et la composition du composé Cu₇Sn₃S₁₀ publiée en 2020*, ainsi que l’interprétation de ses propriétés thermoélectriques remarquables, sont erronées. En combinant des analyses structurales par diffraction des rayons X et par microscopie électronique à transmission, les chercheurs démontrent que la structure cristalline n’est pas tétragonale mais cubique, et semblable à celle du composé Cu₂₂Sn₁₀S₃₂, découvert par les équipes du CRISMAT et de l’ISCR en 2021.**

Cette étude, parue dans la revue Energy & Environmental Science, met en évidence la complexité des phénomènes d’ordre/désordre dans les sulfures du cuivre et l’importance de l’analyse structurale pour mieux comprendre l’influence subtile de la cristallochimie sur les propriétés de transport dans cette vaste famille de composés.

(*) T. Deng, T. Xing, M. K. Brod,Y. Sheng, P. Qiu, I. Veremchuk, Q. Song, T.-R. Wei, J. Yang, G. J. Snyder, Y. Grin, L. Chen & X. Shi,
‘‘Discovery of high-performance thermoelectric copper chalcogenide using modified diffusion-couple high-throughput synthesis and automated histogram analysis technique’’
Energy Environ. Sci. 2020,13, 3041
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/d0ee02209h

(**) V. Pavan Kumar, P. Lemoine, V. Carnevali, G. Guélou, O. Lebedev, B. Raveau, R. Al Rahal Al Orabi, M. Fornari, C. Candolfi, C. Prestipino, D. Menut, B. Malaman, J. Juraszek, K. Suekuni, E. Guilmeau
“Local disorder-induced low thermal conductivity in degenerate semiconductor Cu₂₂Sn₁₀S₃₂”
Inorg. Chem. 2021, 60, 16273
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.1c02105?ref=PDF

Rédacteur : CCdM