Etude theorique de la lacune d'oxygene dans la silice : premiere etape vers l'interface si(100)/sio#2

Theoretical study of the oxygen vacancy in silica : first step towards the si(100)/sio#2 interface

• Auteur / Autrice : NATHALIE CAPRON
• Direction : Gérard Boureau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce memoire presente les resultats d'etudes fondamentales effectuees sur les systemes silicium et silice, avec et sans defaut. Nous avons utilise le programme vasp (vienna ab initio simulation package), reposant sur la theorie de la fonctionnelle de la densite. Les equations de kohn-sham y sont resolues a l'aide de pseudopotentiels ultramous, sur une base de conditions periodiques, avec ou sans corrections de gradient. En premier lieu, nous avons calcule, pour le silicium et la silice sans defaut, les donnees structurales (parametre de maille, volume d'equilibre), les energies de cohesion, les energies relatives de differentes structures - reelles et hypothetiques - ainsi que les courbes de densites d'etats. Ensuite, nous avons applique ce programme a l'etude des systemes contenant des defauts. Nous avons etudie la formation de la lacune d'oxygene dans les phases de silice les plus importantes pour l'interface si(100)/sio#2 (quartz, tridymite, cristobalite et stishovite). Le comportement est tres different suivant les structures cristallines, meme si la valeur de l'energie de formation ne differe que, d'au plus, 1,5 ev. La formation d'une liaison si-si est nette dans le cas du quartz, moins marquee dans le cas des autres structures. Les etats localises qui apparaissent dans la bande interdite rendent compte du caractere plus ou moins fort de cette liaison suivant la structure envisagee. Nous avons etabli une correlation entre caractere ionique et volume molaire partiel.