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PROPRIÉTÉS D'UN CARBONATE DE CALCIUM NATUREL où

Une corde telle que OM a pour coefficient angulaire :

c'est au facteur constant près 2,3./?/V, la valeur moyenne de la somme »' des mobilités apparentes des ions d’après (VII bts).

Pour # —o, la corde OM devient la tangente à l’origine OT, ce qui correspond à la plus grande valeur de m', donc aux plus grandes mobilités. Puis m»' diminue et tend progressivement vers une limite qui correspond au coefficient angulaire de la partie rectiligne terminale BC dont la direction asymptotique est OS.

Ceci est en accord avec une remarque déjà faite par J. L. Eck : les ions les plus rapides s’éliminent les premiers au sein du semi-conducteur. Dans le cas de la craie où seuls les ions COY — sont censés transporter le courant, il faut admettre des mobilités différentes, ce qui conduit à envisager une complexité des transporteurs de charges.

La grande valeur initiale de la mobilité m' conduit à supposer que des électrons, qui auraient pris naissance au sein du semi-conducteur, participent au transport du courant ; ils s’élimineraient assez vite, les uns atteignant les électrodes, d’autres pouvant être retenus par les charges positives fixes qui apparaissent progressivement dans le semiconducteur.

Le chemin réellement parcouru par les charges peut aussi être assez différent de la ligne droite joignant les électrodes : les charges peuvent, d’une part, suivre une trajectoire non rectiligne, d'autre part, elles peuvent, chemin faisant, se fixer en un point d’une particule matérielle qui, par un autre point, libère une charge équivalente à celle qu’elle vient de recevoir. Dans le premier cas le chemin réel est allongé, tandis qu'il est raccourci dans le second.

En résumé, les valeurs de m' ne représentent qu'une moyenne statistique de la somme des mobilités apparentes à un instant donné.

Schématisons les indications que l’on peut tirer de la courbe log (50—6.)/(5 — 2.) = f (6).

Dans le cas du premier passage du courant on obtient la courbe de la figure 16a à laquelle on peut faire correspondre le diagramme théorique 16b. Il est composé de deux droites OM et MN, prolongements des parties rectilignes OB et CD de la courbe expérimentale OBCD, et qui se coupent en M.

On peut ainsi considérer deux régimes limites (initial et final) et envisager théoriquement le phénomène de la façon suivante : depuis l'origine jusqu'à l'instant &, la droite OM représente le régime initial durant lequel les ions circulent sans que la couche double prenne naïissance ; à l'instant ® (abscisse de M), les couches doubles sont supposées se former instantanément, prenant leurs valeurs définitives. Après cet

instant, c'est le régime final, la droite représentative MN donne alors par sa pente la mobilité apparente finale des charges.

Dans la courbe pratique (fig. 164) la partie courbe BC correspond à l'établissement progressif de la couche double cathodique. Le rappro-

= O'œ JT -F'> log —2 o Ver Cog PATES

(a) courbe pratique (à) diaphragme theorique

Fig. 16.

chement des courbes à —f{(t) et Ve— f(#) de la figure 10, vient à

l'appui de ce point de vue.

Envisageons maintenant le cas d’une inversion cathodique de cou-

On” OC’ -G’ GS ACCES g'-O'o 9 G'-6'>

(a) Courbe pratique }

rant. On sait que ce courant passe par un maximum, corrélativement, la courbe des conductibilités apparentes (fig. 17a) débute par une chute brusque, puis se raccorde progressivement à une branche ABCD), analogue à celle de la figure 164.

On peut schématiser cette courbe en prolongeant les parties rectilignes par des portions de droites. On obtient ainsi le diagramme OM,M,N

LR,

de la figure 176. La droite descendante OM; représente la disparition progressive de la couche double produite par l'expérience précédente ; cette couche n'existe plus au temps &,. Le semi-conducteur se retrouve alors dans son état primitif et la portion restante M,M,N du diagramme est analogue au schéma 16 et a la même signification.

La courbe réelle (fig. 174) indique, par sa courbure OA, que, si la disparition de la couche double initiale a bien lieu dans le temps &;, corrélativement, et avant même que cette couche ait disparu de l’ancienne cathode, une autre couche semblable commence à s'édifier à la nouvelle cathode (cf. : fig. 96).

Sur le diagramme 17 la droite M,M, correspond à la partie rectiligne écourtée AB. Mais M,M, n'est pas complètement assimilable à la portion OM du diagramme 166 ; M,M, ne donne plus la mobilité initiale des ions, mais une mobilité apparente déjà diminuée par un commencement d’édification de la nouvelle chute de tension cathodique. Les valeurs des mobilités calculées sur la pente de M,M, seront systématiquement plus faibles que les mobilités initiales données par les courbes (fig. 16) de courant direct. C'est bien ce que vérifie l’expérience.

Par contre, à la partie finale M,N (fig. 176) du diagramme correspond bien la mobilité apparente limite des ions qui circulent dans le semi-conducteur en sens inverse de celui correspondant au courant primitif, la mobilité limite de ces derniers étant donnée par la pente de MN (fig. 166). Ces deux limites sont en général un peu différentes, ce qui est en accord avec l’anisotropie électrique du semi-conducteur craie.

Résultats expérimentaux. Mobilités initiales et mobrlités finales. — La courbe des conductibilités (fig. 16) présente deux directions rectilignes, celle de la tangente à l'origine OT et la direction asymptotique OS auxquelles correspondent deux valeurs extrêmes de m', soient : m, valeur initiale, grande, pour la tangente OT ; »m, valeur finale plus petite, pour la direction OS. La somme m’ des mobilités apparentes évolue de l’une à l’autre de ces limites au cours du temps.

Nous avons vu (fig. 4) que les courbes log : = f(t) se modifient avec le temps, sous l’effet des courants antérieurs, en augmentant leur concavité vers le haut. Corrélativement, les courbes log (69 — 6,)/(5— 0) = f(t) accroissent leur convexité vers le haut, ce qui a pour conséquence un élargissement du champ de variations de mm’; ms prenant des valeurs de plus en plus grandes et m: des valeurs de plus en plus petites.

La figure 18 représente l’évolution des formes de ces courbes pour un même sens du courant dans l’échantillon n° 14. Les courbes sont numé-

‘ rotées dans leur ordre chronologique. Les courbes I et II d’une part,

puis IIL et IV d’autre part, sont presque confondues, cependant les

directions de leurs tangentes à l’origine diffèrent légèrement, ainsi que

leurs directions asymptotiques, ce qui fournit des limites un peu diffé-

rentes pour les mobilités.

Les courbes L, IL, III, IV ont été construites à une semaine d'intervalle, le semi-conducteur étant maintenu sous tension et soumis entre temps à des inversions de courant. La courbe V, tracée après un repos de 8 semaines du semi-conducteur, a sa convexité vers le haut plus accusée que les précédentes.

Chacune de ces courbes permet le calcul des maximums my et des minimums »!}, de la somme des mobilités apparentes moyennes. Dans le tableau suivant nous donnons ces valeurs en microns par seconde

minutes

Fig. 18.

dans un champ d’un volt par centimètre, et aussi les résultats pour un autre échantillon.

Dates Courbe my en uw/sec. m> en u/sec.

Ech. n° 14. . 16 oct. [ 27,0 3,2 24 oct. IL 38 3,2 31 oct. IL C6 2,9 7 nov. IV D1 2,0 8 janv. V 66 0,14 HChenoro 1/4 nov. 38 TA 28 nov. 88 Ro

Ces nombres montrent que le vieillissement du semi-conducteur et le passage du courant produisent un élargissement des limites des mobilités. k

La même méthode peut être appliquée aux courbes des courants d'inversion dans les compartiments anodique et cathodique (fig. 8). Rappelons que la limite supérieure donnée par la pente de M,M, (Gg. 17b) ne représente pas le maximum de la somme des mobilités puisqu'elle ne correspond pas à l’origine de la courbe. Nous désigne-