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Thèse soutenue

Contribution à l'étude des états d'impuretés dans CdTe par spectroscopie de photoluminescence

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Auteur / Autrice : Mohammed Soltani
Direction : Michel Certier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Metz

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Tellurure de cadmium
Photoluminescence

Mots clés libres

Photoluminescence
Tellurure de cadmium
Facteur de Huang-Rhys

Résumé

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Cette étude est consacrée à la caractérisation par spectroscopie de photoluminescence aux très basses températures (hélium liquide) d'échantillons massifs de CdTe de type p élabores par la technique de Bridgman et dopés les uns à l'arsenic (67 ppm) et les autres à l'antimoine (137 ppm). La comparaison du spectre des échantillons dopés avec celui de l'échantillon témoin montre l'apparition d'une large bande à 1. 55 eV suivie de deux répliques phononiques. Dans ces spectres on observe également, indépendamment de la nature du dopant, la présence de la bande à 1. 45 eV qui est composée de la raie principale (1. 453 eV) et de trois répliques phononiques. Cette bande a été attribuée à la recombinaison radiative donneur-accepteur (d-a) entre un donneur neutre d non identifié et l'accepteur cuivre (impureté résiduelle). La structure fine de la bande à 1. 55 eV a été mise en évidence par l'étude de l'évolution de son intensité entre 4. 2 et 30 K. La bande à 1. 55 eV est ainsi composée de deux raies, l'une à 1. 542 eV due à la recombinaison radiative (D°-A°) de l'accepteur as/sb avec le donneur neutre d, l'autre raie à 1. 548 eV attribuée à la recombinaison radiative (e-A°) de l'électron de conduction avec le même accepteur (As ou Sb). La mesure du facteur de couplage s entre les porteurs de charge et les phonons optique longitudinaux (facteur de Huang-Rhys) a été effectuée à partir du rapport des intensités entre la raie principale et ses répliques (distribution de Poisson) ainsi qu'avec la méthode des moments. Les bilans énergétiques des recombinaisons radiatives (e-A°) et (D°-A°) des bandes à 1. 45 et 1. 55 eV ont permis d'évaluer les différentes énergies de liaison des accepteurs As, Sb, Cu ainsi que celle du donneur résiduel D°. Nous avons ensuite développé le modèle théorique des facteurs s de ces différentes recombinaisons radiatives en fonction des rayons effectifs des impuretés (donneurs et accepteurs) mises en jeu. Les rayons effectifs des accepteurs ont été obtenus à l'aide d'un calcul variationnel de l'énergie de liaison de l'impureté tenant compte de la correction de cellule centrale, alors que le rayon du donneur D° a été évalué à l'aide du modèle du défaut quantique. Une bonne cohérence entre les valeurs de s mesurées et celles calculées a été obtenue avec la masse des trous légers à l'aide de deux modèles correspondant l'un au cas d'impuretés peu profondes et l'autre au cas d'impuretés plus profondes