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Analyses d'hétérostructures de semiconducteurs II-VI par sonde atomique tomographique et microscopie électronique en transmission
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Bonef, Bastien |
| Copyright Year | 2015 |
| Abstract | Ce travail de these aborde la problematique de caracterisation structurale a l'echelle atomique d'heterostructures a base de semiconducteurs II-VI. La sonde atomique tomographique et la microscopie electronique en transmission sont utilisees de facon couplees pour obtenir la structure et la composition des interfaces dans les super-reseaux de ZnTe/CdSe afin d'ameliorer leurs processus de croissance. La structure et la distribution des atomes de Cr dans le semiconducteur magnetique (Cd,Cr)Te sont aussi presentees.La sonde atomique tomographique permet d'obtenir des donnees quantitatives a partir de l'evaporation des semi-conducteurs ZnTe et CdSe lorsque les parametres experimentaux sont optimises. Le spectre de masse a partir duquel les compositions sont extraites doit d'abord etre correctement interpretes car il depend des conditions d'evaporation. Grâce a differentes etudes experimentales, il a ete observe que pour detecter un melange stœchiometrique de cations et d'anions dans les semi-conducteurs ZnTe et CdSe, il est necessaire d'appliquer une faible tension a la pointe et des energies d'impulsions lasers proche de 2.5 nJ a une longueur d'onde de 515 nm (vert). Regler les rapports de charge entre cation Zn++/Zn+ autour de 0.06 et Cd++/Cd+ autour de 0.35 lors de l'evaporation de differentes pointes et dans differentes sondes atomiques permet d'atteindre une composition correcte des deux couches ZnTe et CdSe. Les parametres determines experimentalement permettent de reduire la perte de detection des ions lies a leurs differents champs d'evaporations. En revanche, il est preferable de privilegier une evaporation a laser minimale a 343 nm (UV) pour optimiser la resolution spatiale de la sonde et la reconstruction 3D pour ces deux semi-conducteurs. Pour l'analyse des super-reseaux par sonde atomique, il est donc primordiale de d'abord definir l'objectif de l'experience (precision de composition ou de reconstruction) pour pouvoir choisir les bons parametres d'analyse.L'etude structurale des super-reseaux de ZnTe/CdSe a revele que les interfaces sont constituees de liaisons ZnSe. La nature des interfaces a ete obtenue par imagerie en contraste chimique en haute resolution, par profils de concentrations obtenus par la methode des zeta-facteurs en EDX et par la presence d'ions moleculaires ZnSe dans le spectre de masse en sonde atomique. L'etude structurale de nombreux echantillons a prouve la capacite des atomes de Zn et de Se a former des liaisons au detriment des liaisons CdTe. Les conditions de croissance ont ete successivement ameliorees pour tenir compte de ces observations et afin de forcer la formation d'interfaces de type CdTe. Malgre les precautions prises, la presence de ZnSe semble inevitable et les options encore envisagees pour obtenir ces interfaces sont reduites.La sonde atomique couplee a l'analyse chimique EDX a revele la presence d'agglomeration des atomes de Cr sous forme de zone riche large de quelques nanometres dans le semi-conducteur magnetique dilue CdCrTe. Ces deux techniques ne permettent pas de determiner la composition precise de ces agglomerations riches en Cr mais leurs formes semblent evoluer avec l'augmentation de la teneur en Cr dans differents echantillons. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01686999/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
