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Cornille, Clara. Incorporation du bismuth dans GaAs : compréhension et maîtrise par couplage de mesures en temps réel de courbure et diffraction électronique

Cornille, Clara (2019). Incorporation du bismuth dans GaAs : compréhension et maîtrise par couplage de mesures en temps réel de courbure et diffraction électronique.

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Résumé en francais

Ces dernières années, de nombreux efforts ont été fait pour étendre la gamme des dispositifs dans l'infrarouge. La filière GaAs est une des premières en lice, permettant facilement d'atteindre ces longueurs d'ondes, grâce à la formation de ternaires ou quaternaires associés. Dans ce cadre, l'étude des nouveaux alliages III-V comme le GaAsBi est particulièrement intéressante, grâce notamment à sa grande ingénierie de structure de bande, et de son splitting spin orbit. Il est également possible de le faire croître pseudomorphiquement, c'est-à-dire en accord de maille avec d'autres matériaux III-V. Son développement est donc très important et prometteur notamment pour des applications telles que les cellules solaires à 1eV, les photocathodes à 1,3µm ou encore les matériaux thermoélectriques ou la spintronique. Cependant, la croissance de ce ternaire représente un challenge dans son élaboration, et ses propriétés sont encore mal connues. En épitaxie par jets moléculaires, il est possible de contrôler avec précision tous les différents paramètres de croissance et ainsi maîtriser avec une grande précision la structure (paramètres de la couche) et les propriétés du matériau. L'ajout d'outils de mesure in-situ couplés à notre bâti nous a également permis d'avoir des informations précieuses sur le matériau et de pouvoir agir rétroactivement sur la croissance en cours. Ainsi, une étude poussée sur l'élaboration de cet alliage et de ses paramètres de croissance a permis de mettre en avant les différents mécanismes de croissances mis en jeu, ainsi que d'explorer une partie des propriétés de cet alliage, très dépendant de l'épaisseur et de la concentration en bismuth de la couche. L'association du suivi de la courbure, couplé à la diffraction électronique en incidence rasante et à la visualisation de la rugosité de surface nous a permis d'obtenir des résultats significatifs et originaux. De plus, des techniques de diffraction de rayons X, photoluminescence, spectroscopie Raman, effet Hall et microscopie électronique en transmission ont également été utilisées pour étudier les propriétés structurales, optiques et électroniques de ce nouvel alliage.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Fontaine, Chantal
Cristiano, Filadelfo
Ecole doctorale:Génie électrique, électronique, télécommunications (GEET)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes (LAAS) - CNRS
Mots-clés libres :Epitaxie - Semiconducteurs III-V - Bismures dilués - Mécanismes de croissance
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :07 Jul 2021 14:05