Approche cinétique et aspects structuraux de la ségrégation superficielle de l'étain dans le germanium

par Amina Rouabah

Thèse de doctorat en Spectrométries et physicochimie structurale

Sous la direction de Alexandre Rolland.

Soutenue en 1994

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Dans ce travail, nous presentons une etude par sea et del de la segregation superficielle de l'etain dans des solutions solides ge(sn) de concentrations 0,5 at % et dans l'intervalle de temperatures 300-500c. C'est a notre connaissance, une des premieres etudes experimentales de la segregation dans un semiconducteur. Pour ces materiaux, les atomes superficiels sont repartis sur trois niveaux: adatomes, reste-atomes (sur lesquels se trouvent une liaison pendante) et atomes de la premiere couche lies a l'adatome. Les principaux resultats de notre etude sont les suivants: 1 une forte segregation superficielle de l'etain dans des alliages ge(sn) en accord avec les previsions theoriques, 2 l'obtention de cinetiques de segregation a marches sur des surfaces d'orientation (111), 3 une acceleration du transport de matiere due a la creation de defauts en volume lors du bombardement ionique. Sur la surface d'orientation (111), les changements de pentes observes sur la cinetique montrent l'existence d'au moins deux phases de structures differentes et de deux types de sites superficiels pour l'etain. Ce resultat est en accord avec les etudes de la stabilite de depots ultra-minces de sn sur ge(111) dans le meme domaine de temperature. Pour < 0,3 mc, l'etain remplace aleatoirement les adatomes de germanium. Au dessus de cette valeur, il segrege dans les autres sites de surface entrainant un changement structural: p(1*1) desordonnee p(7*7). Sur la surface d'orientation (123), la diffusion controle le phenomene mais elle est faiblement thermoactivee dans le domaine de temperature etudie. La creation de courts-circuits de diffusion permet d'expliquer le phenomene en considerant des contributions relatives de la diffusion volumique et intergranulaire qui dependent de la microstructure qui se forme

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