L'oxyde de lanthane est un composé chimique de formule . C'est le sesquioxyde du lanthane, une terre rare. Il se présente sous la forme d'une poudre blanche cristallisée dans le système trigonal et le groupe d'espace Pm1 (). Les cations de lanthane La sont coordonnés à sept anions oxyde O selon une géométrie octaédrique, le septième anion se trouvant au-dessus de l'une des faces de l'octaèdre A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, Clarendon Press, Oxford, 1984, . . C'est un semi-conducteur de type p avec une largeur de bande interdite de . Insoluble dans l'eau, il est soluble dans les acides dilués. Hygroscopique, il absorbe progressivement l'humidité de l'air pour donner de l'hydroxyde de lanthane . Sa résistivité à température ambiante est de l'ordre de , valeur qui décroît lorsque la température croît. Sa permittivité vaut .
Production
On peut obtenir de l'oxyde de lanthane en pulvérisant une solution de chlorure de lanthane(III) à sur un substrat préchauffé, généralement constitué de chalcogénure métallique, selon un processus qui peut être représenté en deux étapes passant par l'hydroxyde de lanthane — hydrolyse puis déshydratation :
+ 3 ⟶ + 3 HCl ; 2 ⟶ + 3 .
Il est également possible d'utiliser un procédé sol-gel consistant à précipiter du en solution aqueuse à l'aide d'ammoniac à 2,5 % et de laurylsulfate de sodium suivi d'un chauffage avec agitation pendant à :
2 + 3 + 3 ⟶ + 3 .
D'autres voies de synthèse sont par exemple :
2 + 3 ⟶ 2 + 3 ; 2 ⟶ 2 + 6 SO (décomposition thermique).
Applications
L'oxyde de lanthane est utilisé comme additif pour développer certains matériaux ferroélectriques comme le titanate de bismuth dopé au lanthane La: (BIT). Les verres optiques sont souvent dopés au pour améliorer leur indice de réfraction, leur durabilité chimique et leur résistance mécanique. Avec le trioxyde de tungstène , l'oxyde de tantale(V) et le dioxyde de thorium , l'oxyde de lanthane améliore la résistance ces verres aux attaques basiques. Il est présent dans les pots catalytiques. Il permet par exemple d'abaisser le point de fusion de , par exemple avec un ratio 1:3 :
3 + ⟶ 2 .
Il est possible de déposer des couches minces de à l'aide de plusieurs méthodes, dont le dépôt chimique en phase vapeur (), le dépôt de couches atomiques (), l'oxydation thermique et la pulvérisation cathodique dans un intervalle de températures de . Des couches polycristallines se forment à .
Notes et références
lanthane Catégorie:Matériau céramique Catégorie:Matériau semi-conducteur