Etude structurale des verres semiconducteurs as#xte#1##x par absorption et diffusion anormale des rayons x

par QING MA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Denis Raoux.

Soutenue en 1992

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

La structure des semi-conducteurs vitreux as#xte#1##x a ete etudiee par diffusion anomale des rayons x et par spectroscopie d'absorption des rayons x. Cette etude donne une image claire de l'ordre local dans ces verres et de son evolution avec composition. L'ordre a moyenne distance pour le verre as#2te#3, qui correspond a une composition critique, a ete defini par une analyse detaillee des facteurs de structure partiels. Nos resultats montrent sans ambiguite que: 1) les atomes d'arsenic (as) sont tri-coordines dans tout le domaine de composition. Nous n'avons aucune evidence de sites d'arsenic hexacoordines dans les verres riches en tellure, contrairement aux hypotheses etablie par cornet et rossier a partir de ses donnees de xps; 2) les atomes de tellure sont dicoordines dans tous les verres riches en arsenic (x > 0. 4) alors que cette coordination atteint brutalement la valeur 2. 4 a la composition stchiometrique as#2te#2. Ceci indique qu'une large proportion ( 50%) d'atomes de tellure sont tricoordines dans ce verre. Ce pourcentage d'atomes de tellure tricoordines reste par la suite quasiment constant lorsque la concentration en tellure argumente. De ce point de vue, la composition stchiometrique as#2te#3 est un seuil de percolation; 3) le desordre chimique est persistant dans tout le domaine de compositions etudie. Il se manifeste par l'existence de paires homopolaires as-as et te-te dans la premiere sphere de coordination. A la difference de phases cristallines et dont les structures sont chimiquement ordonnees, la structure du verre as#2te#3 ne presente pas cet ordre chimique et les paires as-as et te-te existent dans une meme proportion dans la premiere sphere de coordination. La composition stchiometrique as#2te#3 n'est pas un seuil d'ordre chimique dans l'etat vitreux alors que cela est le cas des verres sulfures et selenies; 4) les nombres de liaisons homopolaires (as-as et te-te) ou heteropolaires evoluent de facon monotone avec composition. Cependant lors de l'etude de la dependance de ce parametre en fonction de la composition nous observons un changement de pente a la composition stchiometrique as#2te#3; 5) l'analyse de l'ordre a moyenne distance dans l'alliage as#2te#3 nous a permis de proposer plusieurs unites structurales. A partir de ces resultats nous avons pu expliquer un bon nombre de comportements specifiques et uniques dans plusieurs proprietes physiques, comme la temperature de transition de vitreuse, la tendance a la formation vitreuse, et la conductivite electrique

Titre traduit

The structure of glassy semiconductors (as#xte#1##x) studied by using x-ray anomalous scaatering and absorption spectroscopy

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