Etude du role des centres profonds dans le materiau photorefractif cdte : v ainsi que dans le ternaire cdin 2te 4. caracterisation par spectroscopies thermique et optique

par ZAKARIA GUELLIL

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de MAYER TAPIERO.

Soutenue en 1999

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Le semi-isolant cdte : v s'est revele tres interessant pour les applications photorefractives (pr) dans le domaine spectral 11,55 m. La connaissance et la maitrise des parametres optiques et thermiques des niveaux pieges, qui determinent les proprietes pr du materiau, est d'une importance capitale. Les resultats de la caracterisation sur du cdte : v, par croissance bridgman, sont obtenus a partir des mesures suivantes : a) la spectroscopie thermique des transitoires de courant photo-induit (picts), permet de determiner l'energie d'ionisation, la section efficace de capture et la concentration des niveaux profonds. Cette technique permet de connaitre de facon fiable toutes les informations liees aux niveaux profonds engages dans les processus de piegeage. Ainsi, pour le cdte : v, pas moins de dix niveaux pieges ont pu etre detectes dans le domaine energetique entre 0,1 et 0,9 ev. Trois de ces niveaux, au dela de 0,6 ev, sont attribues au v. B) la variation thermique de la photoconductivite (pc), a flux de photons constant, reflete la variation thermique du parametre de transport (), produit de la mobilite par le temps de vie des porteurs. Qualitativement, cette variation est la meme pour tous les echantillons etudies lorsque t < 200 k. Pour t > 200 k, la pc augmente avec la temperature montrant ainsi des structures pouvant etre reliees aux resultats de l'analyse a partir des spectres picts. C) la sensibilite spectrale de la pc stationnaire, a temperature ambiante, montre la presence de structures dans la region extrinseque non observees pour du cdte non dope. Ces structures sont manifestement dues a la presence du v comme dopant. On observe une large bande autour de 1,3 ev due a v 2 + et/ou v 3 +. Trois structures a 0,82 ; 0,98 et 1,17 ev sont attribuees a v 2 +. Celles a 0,87 ; 0,92 et 1,02 ev sont attribuees a v 3 +. D) les reponses spectrales de la pc stationnaire a differentes temperatures montrent une variation thermique lineaire de l'energie du gap avec un facteur de 0,48 mev/k. Certaines structures (1,3 ; 1,17 ev), dues a des transitions internes, montrent une variation lineaire semblable a celle du gap. Par contre d'autres structures presentent cette meme variation que pour t > 200 k. Pour t < 200 k, l'amplitude des pics correspondants chute d'une facon drastique. Ce phenomene s'explique en termes d'un processus d'ionisation photo-thermique a deux etages. Un autre point important est a signaler du fait que le gain pr change de signe lorsque l'on change la longueur d'onde de l'eclairement de 1,06 m a 1,55 m. Cela signifie un changement de la nature des porteurs majoritaires. Les etudes de picts faites sur le ternaire cdin 2te 4, montrent la presence d'une distribution continue de niveaux dans la bande interdite. Nous avons pu calculer la densite d'etats en considerant la dependance temporelle du declin de photocourant ainsi que son comportement thermique.


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  • Détails : 275 p.
  • Annexes : 140 ref.

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