Nouveau procédé de synthèse de bore rhomboédrique alpha

Ecole Polytechnique - 04/05/2022

Description

La technologie concerne un procédé de synthèse du bore rhomboédrique alpha, à partir de bore bêta, en présence de carbone amorphe (typiquement 20% molaire). La synthèse est réalisable dans les gammes de pression et température utilisées pour le frittage des diamants industriels. Le rendement de conversion du bore bêta en bore alpha est proche de 100% en masse. Pour l’absorption des neutrons, la composition relative en isotope stable 10B est équivalente à celle du précurseur, soit 20% si la bore bêta est naturel, et potentiellement supérieur à 94% si le bore bêta est enrichi.

Bénéfices

Procédé de fabrication sans Pt, sans métaux lourds ni réactifs dangereux Matériau semi-conducteur à bande interdite de 2 eV exempte de défauts Utilisation possible pour des détecteurs de neutrons à très grande sensibilité

Nouveautés

Le bore est disponible commercialement sous forme amorphe ou sous forme cristalline dans la phase rhomboédrique bêta contenant environ 105 atomes par maille. Une phase cristalline plus simple, rhomboédrique alpha, à 12 atomes par maille, n’est accessible pour le moment que par des procédés incompatibles avec la production industrielle, impliquant des réactifs dangereux ou utilisant des métaux nobles ou lourds (Pt, Pd). Plus difficile à synthétiser que les formes commerciales beta ou amorphe, cette forme alpha du bore a un grand intérêt : elle présente de bien meilleures propriétés semi-conductrices tout en conservant les propriétés de résistance à l’irradiation neutronique (icosaèdre B12).

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