Élaboration par ablation laser de couches minces de Bi et de PbTe : caractérisation microstructurale et propriétés de transport

par Moro Olivier Boffoue

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Anne Dauscher.

Soutenue en 1999

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Les couches minces et les structures à puits quantiques multiples à base de Bi et de Pb Te peuvent être particulièrement intéressantes en thermoélectricité. La qualité des couches synthétisées est d'une importance primordiale pour aboutir à une amélioration des performances thermoélectriques. Nous avons mis à profit les avantages de l'ablation laser (connue sous l'acronyme PLD) pour déposer les couches minces. Dans le cas du Bi, nous avons fait varier bon nombre de paramètres expérimentaux (milieu ambiant, température et durée de déposition, balayage du faisceau laser sur la cible, nature du substrat) afin d'optimiser les conditions de dépôt et de palier aux inconvénients de l'ablation laser (inhomogénéité en épaisseur, dépôt de gouttelettes). La qualité des films a été mise en évidence grâce à une étude microstructurale des films (AFM, DRX, TEM, MEB). Nous avons aussi montré l'influence de la nature du substrat (amorphe ou orienté) sur la croissance des films. Les conditions optimales de dépôt ont ensuite été appliquées pour la synthèse des films de PbTe. Dans ce cas, un effort particulier a été apporté à l'étude du transfert de stoechiométrie de la cible vers le substrat. Celui-ci dépend principalement de la température de déposition et de la densité d'énergie du faisceau laser par unité de surface. Les propriétés de transport (résistivité électrique, coefficient de Hall, pouvoir thermoélectrique) ont été mesurées entre 80 et 380 K sur des films de différentes épaisseurs (25 - 450 nm). L'analyse des résultats des mesures reste essentiellement qualitative, en corrélation avec la microstructure des couches synthétisées. Les dépendances en température des coefficients de transport des couches montrent une différence marquée par rapport à celles obtenues avec des matériaux massifs.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (155 p.)
  • Annexes : Bibliogr. (220 réf.)

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