Synthese de siliciures : etude des transitions de phases dans le systeme fe-si

Silicide synthesis: phase transitions in the fe-si system

• Auteur / Autrice : NADINE MALHOUROUX-GAFFET
• Direction : Eric Gaffet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

La croissance des siliciures sur silicium a fait l'objet de nombreuses etudes motivees par le caractere metallique et la bonne stabilite en temperature de ces materiaux. Depuis quelques annees les siliciures oublies jusqu'alors presentant des proprietes differentes sont aussi etudies. C'est le cas du disiliciure de fer dont la phase basse temperature (beta) serait semiconductrice a gap direct. Les travaux de cette these ont consiste a former du disiliciure de fer par reaction a l'etat solide dans des couches minces et dans des poudres fe+2si broyees. Pour cela differentes etudes de diffraction aux rayons x, de met, de meb, de microscopie a force atomique, profilometrie et de photoluminescence ont ete effectuees. Le premier chapitre est une etude bibliographique des differents travaux portant sur les siliciures suivie d'une analyse des parametres pertinents gouvernant la formation de ces materiaux. Le second chapitre est consacre a l'etude des reactions de films minces de fer et de silicium sur un substrat monocristallin de silicium. Les resultats montrent l'obtention de la phase haute temperature inattendue a la temperature de travail utilisee et la formation de la phase basse temperature par deux modes differents: une croissance classique avec une morphologie de surface facettee et une croissance explosive revelant des cercles concentriques en surface. Le troisieme chapitre traite de la formation de siliciure de fer par mecano-synthese reactive qui consiste a recuire des poudres fe+2si prealablement broyees. Cette technique qui permet d'exploiter des parametres non etudies avec la methode precedente nous permet d'etablir un schema reactionnel aboutissant a la synthese de beta fesi#2 et de mettre en evidence le role de l'etat initial des grains de fer. A travers les resultats obtenus dans ce dernier chapitre, la mecano-synthese apparait comme etant une technique tres prometteuse car elle permet d'abaisser la temperature d'elaboration des materiaux et de former des phases metastables