Simulation et caractérisation de la croissance cristalline par photoémission

par Nejma Fazouan

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Daniel Estève.

Soutenue en 1994

à Toulouse 3 .

mots clés

• Physique
• Etat condense
• Proprietes mecaniques et thermiques
• Etude experimentale
• Croissance cristalline
• Epitaxie jet moleculaire
• Materiau semiconducteur
• Gallium arseniure
• Nk
• Homoepitaxie
• Emission photoelectronique
• Methode etude
• In situ
• Rheed
• Etude theorique
• Simulation
• Cinetique
• Vpe
• 6855b
• Pac
• Gaas
• As ga
• Experimental study
• Crystal growth
• Molecular beam epitaxy
• Semiconductor materials
• Gallium arsenides
• Nk
• Homoepitaxy
• Photoelectron emission
• Investigation method
• In situ
• Rheed
• Theoretical study
• Simulation
• Kinetics
• Vpe
• Cristal (verre) -- Croissance -- Modèles mathématiques
• Photoémission
• Épitaxie

Résumé

Dans ce memoire, nous argumentons en faveur de la technique de photoemission pour le suivi in-situ de la croissance cristalline homoepitaxiale de gaas. La premiere partie concerne l'interpretation de l'origine des oscillations du courant de photoemission observees par j. N. Eckstein et al lors de la croissance de gaas par ejm. A cet effet, deux approches sont mises en uvre et se basent sur des considerations de rugosite et de reactivite de surface en cours de croissance et rattachent l'emission a la presence en surface d'atomes de gallium non recouverts par l'arsenic. La premiere approche se base sur la theorie de la cinetique chimique et la seconde est fine et se base sur la simulation a l'echelle atomique de la croissance homoepitaxiale de gaas. Cette derniere approche introduit la notion de migrations intercouches par saut de marches et utilise la methode de monte carlo pour le deroulement temporel des evenements. Il est montre a travers ces deux approches que la photoemission presente des caracteristiques comparables a celles du rheed. Les resultats obtenus ont mis en evidence la relation entre l'amplitude des oscillations de photoemission et le mode de croissance conditionne par les mecanismes d'adsorption et les proprietes de diffusion des atomes de gallium et des atomes et molecules d'arsenic. Enfin l'etude de l'effet des reactions de surface montre l'importance de celles-ci dans le cas ou l'arsenic est fourni sous forme moleculaire. La derniere partie concerne la mesure experimentale du courant de photoemission au niveau du seuil en cours de croissance epitaxiale de gaas en phase vapeur aux organometalliques (epvom). L'objectif de cette etude experimentale est de tester le bon fonctionnement du bati epvom base pression assiste photons et d'etudier les perspectives offertes par cette machine dans le suivi in-situ de la croissance par epvom

Titre traduit

Simulation and characterization of the growth by photoemission

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