Issue
J. Phys. France
Volume 25, Number 4, avril 1964
Page(s) 402 - 424
DOI https://doi.org/10.1051/jphys:01964002504040200
J. Phys. France 25, 402-424 (1964)
DOI: 10.1051/jphys:01964002504040200

Influence de la pression sur la conductivité électrique des solides

André Lacam et Michel Lallemand

Laboratoire des Hautes Pressions, Bellevue, Seine-et-Oise


Abstract
The influence of hydrostatic pressure on the electrical conductivity of solids has been treated by numerous authors. A résumé of the characteristic features is given. The effect of the pressure is dependent on the nature of the solid (metal, semi-conductor, or ionic crystals). Two classes of metals are considered depending on whether an increase in pressure leads to an increase or to a decrease in the conductivity. At very high pressures this distinction tends to disappear. The maximum values of the conductivity can be explained on the basis of a deformation of the Fermi surface of the metal. For the semi-conductor, the pressure produces a variation in the width of the energy gap and affects the mobility of the holes and the electrons. At very high pressures, semi-conductors approach the characteristic conductivity of metals. For ionic crystals, the conductivity decreases with the space available for the migration of the ions in the compressed crystal. Rocks are heterogeneous mediums where the three types of conductivity (by impurity, intrinsic and ionic) coexist. It is possible to apply the results concerning rocks to an understanding of the temperature distribution in the terrestrial mantle.


Résumé
L'influence d'une pression hydrostatique sur la conductivité électrique des corps solides a été abordée par de nombreux auteurs, nous en résumons les traits caractéristiques. Elle offre des aspects différents selon que le solide s'apparente à un métal, à un semi-conducteur ou à un cristal ionique. Deux classes de métaux sont à considérer selon qu'un accroissement de pression conduit à une augmentation ou à une diminution de la conductivité. Aux très hautes pressions cette distinction tend à disparaître. Les valeurs maximales de conductivité sont explicables par des déformations de la surface de Fermi du métal. L'action de la pression sur le semi-conducteur produit une variation de la largeur de la bande interdite et agit sur la mobilité de trous ainsi que sur celle des électrons. Aux très hautes pressions ils ont tendance à acquérir la conductivité caractéristique des métaux. La conductivité des cristaux ioniques diminue avec l'espace offert, par le cristal comprimé, à la migration des ions. Enfin les roches sont des milieux hétérogènes où trois types de conductivités (par impuretés, intrinsèque et ionique) coexistent ; il est possible d'appliquer les résultats les concernant à la connaissance de la distribution de la température dans le manteau terrestre.

PACS
7215 - Electronic conduction in metals and alloys.

Key words
electrical conductivity -- terrestrial heat -- high pressure effects -- reviews -- solids