Physico-chimie des interfaces solide-gaz 1 : concepts et méthodologie pour l'étude des interactions solide-gaz Coll. Capteurs et instrumentation

Le premier volume de Physico-chimie des interfaces solide-gaz expose les notions fondamentales et les outils théoriques de base pour interpréter et modéliser les phénomènes physicochimiques liés aux interactions de type solide-gaz, plus particulièrement observés sur des dispositifs de détection de gaz. Les connaissances théoriques et expérimentales de base propres à la chimie, à la physique et à l'électrochimie des solides, ainsi qu'à l'instrumentation y sont présentées sous un angle phénoménologique, thermodynamique et cinétique. Une part importante est accordée aux propriétés électriques de la surface des solides semi-conducteurs. La présentation théorique de ces propriétés est exposée de manière accessible à tous ceux qui s'intéressent à la physico-chimie des solides et au développement des capteurs de gaz en particulier.

CHAPITRE 1. Les phénomènes d'adsorption. La surface d'un solide : généralités. Mise en évidence du phénomène d'adsorption. Forces intervenant entre une molécule de gaz et la surface d'un solide. Étude thermodynamique de l'adsorption physique. Les isothermes d'adsorption physique. Les isothermes d'adsorption chimique. CHAPITRE 2. Structure des solides : Aspects physico-chimiques. Notion de phase. Solutions solides. Défauts ponctuels dans un solide. Notation des éléments de structure d'un réseau cristallin. Création des défauts ponctuels de structure. CHAPITRE 3. Les interactions solide-gaz : aspects électroniques. Introduction. Propriétés électroniques des gaz. Propriétés électroniques des solides. Conductivité électrique dans les solides. Influence de la température sur le comportement électrique d'un solide. CHAPITRE 4. Étude des équilibres aux interfaces. Introduction. Phénomènes aux interfaces. Équilibres solide-gaz liés à des transferts d'électrons ou de trous d'électrons. Équilibres solide-gaz liés à des transferts de matières et de charges. Interfaces homogènes de type semi-conducteur. Jonction hétérogène métal semi-conducteur. CHAPITRE 5. Modélisation des phénomènes aux interfaces. Généralités sur la cinétique des processus. Aspect électrochimique des processus cinétiques. Expression du potentiel mixte. CHAPITRE 6. Moyens d'études expérimentales : exemples d'applications. Introduction. La calorimétrie. La thermodésorption. Méthodes du condensateur vibrant. Caractérisation électrique des interfaces.

René Lalauze, docteur ès sciences physiques, est professeur émérite à l’Ecole nationale supérieure des mines de St-Etienne. Ses activités portent sur les interactions solide-gaz et sur l’étude et le développement de capteurs de gaz.