Etude structurale et spectroscopique d'hétéroépitaxies GaN/AlN/Saphir

par Yves-Matthieu Le Vaillant

Thèse de doctorat en Milieux denses et matériaux

Sous la direction de Bernard Gil.

Soutenue en 1999

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    L'heteroepitaxie du nitrure de gallium (gan) est confrontee a l'absence de substrat reellement adapte, conduisant a l'introduction d'une couche de nucleation. Nous avons etudie le mode de recristallisation de cette couche de nucleation en nitrure d'aluminium (ain) au cours de son recuit isotherme a haute temperature. Grace a des techniques de microscopie (microscopie electronique en transmission a haute resolution, microscopie a force atomique) et a la diffraction des rayons x, nous avons mis en evidence une croissance polycristalline hautement orientee en colonnes hexagonales deformees. Pour la premiere fois sur ce type de couche, nous avons applique la methode d'analyse de warren-averbach. Cette analyse de fourier particuliere de la diffraction des rayons x nous a permis d'atteindre quantitativement et statistiquement des tailles et des etats de contrainte caracteristiques des cristallites. Les facteurs impliques dans la coalescence des cristallites sont nombreux (solubilite, microcontrainte, semi-coherence interfaciale, fusion anisotrope), mais l'ensemble de ces mesures nous a permis de prouver un regime lineaire de grossissement des grains pouvant s'apparenter au murissement d'ostwald. Une energie d'activation effective a ete obtenue : 17,3 kj. Mol 1. L'heteroepitaxie de ce materiau a aussi des consequences directes sur ses proprietes optiques. Nous avons etudie les effets de la contrainte biaxiale sur la structure de bande electronique au centre de la zone de brillouin. La resolution de l'equation au hamiltonien par la methode k. P et la simulation des transitions du polariton excitonique d'apres le modele de hopfield nous ont permis de determiner le potentiel du champ cristallin ( 1 = 7,0 mev) ainsi que les parametres de couplage spin-orbite ( 2 = 6,1 mev, 2 = 4,5 mev). L'etude de la photoluminescence de gan a basse temperature (2 k) nous a permis de caracteriser les raies principales : paires donneur-accepteur, bande jaune, bande situee a 3,41 ev, bord de bande. Grace au modele de franck-condon, nous avons determine la loi d'extinction des repliques phonons de transitions donneur-accepteur et obtenu la constante de couplage de huang-rhys : s = 0,6.


  • Pas de résumé disponible.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : [6], 151 p. - [2] f. de pl. h.t
  • Annexes : Notes bibliogr

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 99.MON-63
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.