Gaas semi-isolant : nouvelles donnees de resonance paramagnetique electronique

Semi-insulating gallium arsenide: new data of electron paramagnetic resonance

• Auteur / Autrice : TAHA BENCHIGUER
• Direction : CLAUDE SCHWAB
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Le but de ce travail est l'etude des defauts ponctuels dans les semiconducteurs iii-v, tels que l'arseniure de gallium (gaas) ou le phosphure de gallium (gap) au moyen de la resonance paramagnetique electronique. Dans un premier temps, nous avons mis en evidence experimentalement un processus de transfert de charges, induit optiquement, entre le donneur profond as#g#a#+ et differents accepteurs presents dans le materiau gaas semi-isolant. Ce processus a ete confirme par des experiences de regeneration thermique du signal associe au defaut as#g#a#+ ou les porteurs liberes thermiquement ont pu se repieger sur leur niveau initial, permettant ainsi un retour vers l'etat initial d'une maniere sequentielle inverse a la precedente. Ensuite, nous avons etabli un modele theorique permettant d'expliquer la photoextinction du signal de l'antisite par un processus de transfert de charges entre les donneurs et les accepteurs presents dans le materiau. Ce modele a permis de tracer un reseau de courbes representant les cinetiques des concentrations de l'antisite ionise sous illumination optique, pour differentes fractions d'antisites ionisees au depart. Ce reseau est similaire au reseau equivalent trace par le modele qui suppose l'existence d'un niveau metastable pour as#g#a. Nous avons verifie la validite de notre modele de transfert de charges en comparant les resultats de photoconductivite et de rpe et leur simulation par notre modele sur un meme echantillon, d'une part, et en utilisant le dopage par transmutation neutronique pour faire varier les concentrations de donneurs et d'accepteurs dans un materiau donne, d'autre part. Les resultats obtenus se revelent concordants. Nous avons montre d'abord qu'il y avait bien generation d'antisites lors d'une compression uniaxiale et qu'ensuite, tous ces antisites etaient identiques et possedaient la propriete de photo-extinction. Nous avons enfin observe pour la premiere fois dans gap une signature qui n'a ete jusqu'alors observee que dans gaas. Il s'agit de la structure st, ce qui nous amene a revoir son identification