Etats de charge des lacunes et piegeage du positon dans l'arseniure de gallium semi-isolant et de type n peu dope : effets d'illumination

Charge states of the vacancies and positron trapping in semi-insulating and lightly n-doped gallium arsenide: illumination effects

• Auteur / Autrice : CATHERINE LE BERRE
• Direction : Catherine Corbel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

L'annihilation de positons est ici utilisee pour etudier les defauts natifs de l'arseniure de gallium semi-isolant et de type n peu dope (n: 5. 10#1#4 cm##3 a 9. 10#1#5 cm##3). Dans slgaas, des lacunes negatives sont detectees, identifiees a v#g#a#3# ou v#g#a#2#, isolees ou complexees. Des ions negatifs, ga#a#s#2# ou impuretes acceptrices, sont aussi detectes. Dans les cristaux ou seule la lacune de gallium est observee, un modele de piegeage du positon en deux etapes, via un etat hydrogenoide precurseur, est verifie experimentalement, et le coefficient de piegeage du positon dans v#g#a est determine. A 20 k, il vaut (4,51,5). 10#1#6 at. S##1, a 300 k, il vaut (7,52,5)10. #1#5 at. S##1. Dans n-gaas, suivant le dopage et donc la position du niveau de fermi, nous detectons seulement v#g#a (n<1,5. 10#1#5 cm##3), v#a#s et v#g#a (n=1,5. 10#1#5 cm##3), et v#a#s (n>1,5. 10#1#5 cm##3). Des mesures de temps de vie du positon effectuees apres et sous illumination couplees a des mesures d'absorption infrarouge permettent de mettre en evidence le caractere lacunaire de deux defauts intrinseques de gaas, deja caracterises electriquement et optiquement: el2 metastable (el2*) et rc. Apres illumination, les positons detectent une lacune metastable dont la concentration est correlee a celle mesuree par absorption infrarouge. Son etat de charge est negatif. Les resultats sont en faveur du modele microscopique v#g#a#as#i#+ pour el2* propose par certains auteurs. Le coefficient de piegeage du positon dans el2* est determine a 20 k: il vaut 2,9. 10#1#6 at. S##1. Les etudes du temps de vie des positons sous illumination dans slgaas revelent l'existence de lacunes d'arsenic. Leur concentration s'avere etre correlee a celle des centres rc mesuree par absorption infrarouge