Novel sulfate inorganic materials with transition metals : crystal chemistry and properties

Cristallochimie et propriétés de nouveaux matériaux inorganiques à base de sulfate et de métaux de transition Ce travail de thèse porte sur la synthèse de nouveaux matériaux « géo-inspirés » issus de l’étude de minéraux présentant des structures cristallines et des propriétés spécifiques. Il a été réalisé dans le cadre d’une cotutelle internationale de thèse entre les universités de Saint Petersbourg (Russie) et de Lille (France) et financé par l’ambassade de France en Russie (bourse doctorale Verndaski), le gouvernement français et mis en place par Campus France. L’étude réalisée se situe à l’interface entre différents domaines spécifiques que sont : la géologie de part la modélisation des processus naturels, la chimie inorganique au travers de la croissance cristalline, de la production de composés synthétiques et de l’étude des propriétés physiques (magnétiques et électrochimiques principalement) associées. Les structures cristallines des minéraux sont relativement complexes, présentant des dimensionnalités variées, de 0D à 3D, offrant ainsi un large champ de possibilités en termes de propriétés physiques associées. Ce travail concerne la synthèse de composés sulfatés, l’étude de leurs structures cristallines et des propriétés physiques qui en découlent. Les structures cristallines ont été étudiées par diffraction des rayons X sur monocristal et sur poudre. La majeure partie des composés mis en évidence durant cette thèse présentent des propriétés magnétiques intéressantes. La plupart des nouveaux composés ont été obtenus lors de synthèses solide-solide réalisées à partir de sulfates anhydres. Sachant que la plupart des sulfates sont instables dans les conditions ambiantes et s’hydratent facilement, la synthèse et l’étude de sulfates anhydres demeure un challenge contrairement aux sulfates hydratés qui sont naturellement abondant sur terre et facilement synthétisables en laboratoire. Au total 19 nouveaux composés ont pu être étudiés durant ce travail.