Cathodoluminescence des ions de terres rares dans les fluorures alcalino-terreux : utilisation comme sonde locale de temperature et applications

par THIERRY D'ALMEIDA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Egée et de Jean-Pierre Jouart.

Soutenue en 1997

à Reims .

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  • Résumé

    L'objet de cette these est le developpement d'une methode de microanalyse thermophysique utilisant la cathodoluminescence (cl) des ions terres rares dans un microscope electronique a balayage (meb). Nous utilisons principalement le fort couplage thermique selon la loi de boltzmann entre les niveaux #4s#3#/#2 et #2h#1#1#/#2 responsables de l'emission verte de l'ion erbium trivalent er#3#+. Afin de determiner les effets thermiques induits par le faisceau d'electrons, nous avons developpe une modelisation thermophysique numerique capable d'abord d'une description precise du volume concerne par les interactions, et conduisant ensuite a la distribution du champ de temperature aussi bien en regime permanent qu'en regime transitoire. Dans cette modelisation, la distribution spatiale de l'energie apportee par la source d'excitation est d'abord determinee a l'aide d'une simulation de monte-carlo. Ensuite, ces donnees sont introduites dans un code de calcul (systus-framasoft) qui resout l'equation de la chaleur par la methode des elements finis. La methode de pyrometrie par cl a ete mise au point sur des monocristaux synthetiques de caf#2 et srf#2 dopes a differentes concentrations d'er#3#+. L'etude approfondie de l'influence de divers parametres tels que l'energie du faisceau incident, la taille de la zone excitee et la temperature du sur le spectre d'emission a permis de degager des criteres utiles a la realisation d'une sonde locale de temperature dotee d'une bonne sensibilite. Nous avons ensuite applique cette methode a la microanalyse de couches minces caf#2 : er sur substrat de silicium utilises pour l'elaboration de composants optoelectroniques. L'utilisation d'images monochromatiques de cl a permis, notamment, la detection de defauts internes a la couche mince ou situes a l'interface entre celle-ci et le substrat.


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Informations

  • Détails : 210 P.
  • Annexes : 198 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Bibliothèque Moulin de la Housse.
  • Disponible pour le PEB
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