‹ Étude des propriétés semi-conductrices d'un carbonate de calcium naturelChapitre 11 sur 12 · CONCLUSION · texte numérisé non relu

CONCLUSION

Polarisation permanente. — La craie provenant d’une carrière peu profonde a une polarisation permanente, mise en évidence par un courant spontané et imputable à à des impuretés (oxydes d'azote) de réparütion hétérogène, qui auraient été amenées dans la roche par les eaux d'infiltration.

La craie extraite d’une carrière profonde, à l’abri des souillures des eaux superficielles, n’a pas cette polarisation ; sa résistivité électrique est environ mille fois plus grande que celle de la précédente ; elle est plus pure et constitue un semi-conducteur normal.

Variations de l'intensité du courant. — La craie « pure » donne la courbe typique des semi-conducteurs représentant les variations de l’intensité du courant en fonction du temps, pourvu que le champ électrique appliqué soit suffisant (une dizaine de volts par centimètre au moins).

Le courant limite étant atteint, si on établit un courant d’inversion, il présente en général un maximum qui se produit au bout d’un temps très court, de l’ordre de quelques secondes, puis l’intensité décroît de façon analogue à celle du courant direct. Le maximum du courant d’inversion dans le compartiment cathodique est plus aplati que celui de l’anodique, et l'intensité du courant maximum est plus grande dans le second cas que dans le premier.

L’intensité du courant limite n’est pas rigoureusement constante, elle continue à décroître très lentement avec le temps, exprimé en semaines par exemple.

L'intensité est aussi une fonction croissante de la différence de potentiel ; il y a d’abord proportionnalité approximative entre ces deux grandeurs jusqu’à des tensions de l’ordre de 400 volts, puis l’intensité croît beaucoup plus vite que la tension.

Enfn, si l’air atmosphérique devient plus humide, la craie devient plus conductrice, sa variation de conductibilité paraissant en retard sur la variation de l’état hygroscopique de l'air.

Répartition des potentiels. — Tandis qu'à l’anode il n'y a pas de chute de potentiel appréciable, celle de la cathode peut dépasser en courant limite 90 o/o de la tension appliquée. La diminution de l'intensité du courant avec le temps est corrélative à l'accroissement de la chute de tension cathodique.

Les observations faites, en cloisonnant la craie en trois sections, anodique, médiane et cathodique par des électrodes intermédiaires, conduisent à admettre que lecourant est transporté par les ions C (GE . Lacraie, conglomérat de microcristaux, se range parmi les semi-conduteurs

électrolytiques à réseau ionique dans lesquels le courant est transporté par des ions tous de même signe (CO; ).

Mobilité des ions. — La théorie de J. L. Eck (9) et celle de A. Gemant (13), partant d’hypothèses différentes 'conduisent pratiquement à des relations équivalentes pour le calcul de la somme des mobilités ioniques moyennes au début du passage du courant. La substitution de la relation des conductibilités à celle des intensités permet de déterminer les mobilités ioniques pendant toute la durée du passage du courant. La somme des mobilités initiales, très grande, atteint 60 à 80 microns par seconde dans un champ d’un volt par centimètre, ce qui fait présumer que des électrons et des ions rapides (OH- et H+) doivent participer au transport du courant pendant les premiers instants. Cette mobilité décroît en effet très rapidement, ces transporteurs rapides de charge devant s'éliminer progressivement, ce qui réalise une épuration du semi-conducteur. Il en résulte aussi une évolution structurale de la craie qui rend impossible une détermination unique et précise de la mobilité des ions CO; —.

Les valeurs moyennes de la somme des mobilités apparentes décroissent d’un maximum initial m5, de l’ordre de 60 microns par seconde, à une valeur finale de m’, sensiblement constante, de l’ordre d’un micron par seconde. L’intervalle entre ces deux limites s’accroît lentement d’une mesure à la suivante pour un même échantillon. La limite finale, inférieure à un micron par seconde et par volt-centimètre, doit être la mobilité moyenne apparente des ions propres de la craie.

Effet de soupape. — Un pouvoir rectifiant notable apparaît entre électrodes symétriques lorsque la craie a été préalablement soumise à l’action d’un courant continu qui crée à la cathode une barrière de potentiel. Le courant redressé est de sens inverse à celui du courant continu de formation ; mais cet effet redresseur s’efface progressivement avec le temps par suite de la diffusion des ions qui abaisse la barrière de potentiel.

On obtient aussi un redressement stable, mais très faible avec une craie naturelle, en utilisant des électrodes dissymétriques. Entre plaque et pointe par exemple, la résistance de la craïe est la moins grande quand la pointe est au potentiel le plus élevé.'

Emission d’un rayonnement. — Lorsque la cathode est constituée par une grille, elle émet dans son voisinage un rayonnement très absorbable par l'air ; ce rayonnement est complexe et son intensité totale croît avec l'intensité du courant électrique qui traverse la craie.

Son émission présente un seuil vers 4oo volts, puis l'intensité du rayonnement devient une fonction très rapidement croissante de la tension appliquée à la craie, jusque vers 4000 volts, limite de mes mesures. Ce rayonnement est lié à l’existence de la chute de potentiel cathodique ; il croît avec elle et disparaît en même temps qu’elle.

L'absorption de ce rayonnement par des lames minces de celluloïd

permet, en utilisant la courbe expérimentale d’Holweck (17), de situer dans le domaine des rayons X très mous les radiations émises ; leur longueur d'onde moyenne est de l’ordre d’une centaine d’angstrüms.

Ce rayonnement, très absorbable, ne saurait traverser le papier noir qui enveloppe une plaque photographique placée contre la cathode émettrice ; dans ces conditions cependant la plaque est impressionnée. Les caractères particuliers des photographies obtenues, notamment avec des caches de cellophane, font penser que ce voile photographique doit être attribué à des gaz radioactivés qui prennent naissance au voisinage de la catliode émettrice.

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