Cristallogenese et etude physique du semiconducteur cdte, et ses alliages avec le zinc, dope aux elements de transition pour applications photorefractives

par ABDELKRIM AOUDIA

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Robert Triboulet.

Soutenue en 1995

à Paris 11 .

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Résumé

La croissance des cristaux de cdte et cd#0#,#9#6zn#0#,#0#4te dopes aux elements de transition (v, co, ni, ti) a ete effectuee par la technique de bridgman asymetrique sous controle de la pression de cd. La solubilite de ces elements dans la matrice cdte a ete etudiee. Les coefficients de segregation de v, as et ti ont ete determines par determination sims des profils de concentration de ces elements le long de lingots. L'imagerie sims revele la presence de precipites de vanadium d'environ 20 micro-metre de diametre dans les zones les plus riches en v. Les cristaux presentent une structure cristallographique mosaique, mise en evidence par un spectre multipic en double diffraction de rayons x et par cathodoluminescence en mode imagerie, due a la concentration elevee en vanadium. Une augmentation de la microdurete vickers, vis a vis de celle de cdte, est constatee. Elle est interpretee par des considerations liees aux energies de liaison chimique. Les mesures electriques revelent un fort degre de compensation. La spectroscopie de photoluminescence a permis d'identifier la presence d'impuretes donnant des niveaux superficiels. De nombreux niveaux ont ete identifies par spectroscopie dlts et dlos. Un niveau a 0,95 ev lie a la presence de v semble un bon candidat pour etre responsable de l'effet photorefractif. Une etude systematique de spectroscopie d'absorption optique permet d'aboutir a un diagramme de configuration. Les mesures du gain photorefractif sont satisfaisante. Un gain de 12 cm#-#1 a ete mesure pour des champs de 12 a 15 kv/cm a la frequence optimale de 40 hz, le gain depend enormement de la frequence du champ. La comparaison des coefficients de competition electrons trous a demontre que les proprietes photorefractives sont liees aux parametres de croissance. Tous les resultats de cristallogenese et de spectroscopie electrique et optique sont discutes en fonction des proprietes photorefractives du materiau et des perspectives d'applications qu'elles offrent

Titre traduit

Crystal growth and characterisation of cdte and its alloys with zinc doped with transition metal elements for photorefractive applications

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