Study of the effects of the hydrostatic pressure on the plasticity mechanisms in semi-conductors : the indium antimony (InSb) case

• Auteur / Autrice : Bouzid Kedjar
• Direction : Jean-Luc Demenet, Ludovic Thilly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et aéronautique (Poitiers1992-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antimoniure d'indium

Pression hydrostatique

Indium

Plasticité

Antimoine

Résumé

La plasticité d’InSb est étudiée entre -176°C et 400°C, i. E. De part et d’autre de la température de transition fragile-ductile, Tf-g située autour de 150°C. Les techniques de déformation utilisées sont la compression uniaxiale sous confinement gazeux (machine de Paterson), la micro-indentation et la compression sous forte pression dans une cellule multi-enclumes. Pour l’analyse des microstructures de déformation, trois techniques sont utilisées : l’annihilation de positrons, la MET conventionnelle et la technique du LACBED. L’étude macroscopique révèle un changement du comportement mécanique vers 150°C, i. E. Proche de Tf-g. La technique d’annihilation de positrons montre que les défauts formés à 20°C et à 300°C sont de natures différentes. L’analyse par MET confirme la modification des mécanismes dislocationnels en fonction de la température : il est observé, à -176°C, des dislocations parfaites vis non dissociées ; à 20°C, une majorité de dislocations partielles en interaction et au dessus de 150°C, des dislocations parfaites non dissociées en interaction. Ces résultats mettent en évidence un changement de mécanisme de déformation, autour de Tf-g, par glissement dans le système glide de dislocations parfaites à haute température et de dislocations partielles à basse température. L’observation de dislocations parfaites non dissociée à très basse température suggère une transition supplémentaire, en dessous de la température ambiante, vers un glissement des dislocations dans le système shuffle. L’apparition de la transition fragile-ductile pourrait donc être liée à ces transitions successives de mécanismes de déformation à basse et très basse température

The plasticity of indium antimony InSb is studied between -176°C and 400°C, i. E. Above and below the brittle to ductile temperature transition BDTT, situated around 150°C. The deformation techniques which are used are the uniaxial compression under gaseous pressure (Paterson press), the deformation under localized load (micro-indentation) and the compression under high pressure in a multi-anvils cell. To analyse the deformation microstructures, three techniques are used: positron annihilation, conventional TEM and the LACBED technique. The macroscopic study reveals a change of the mechanical behaviour arround 150°C, i. E. Close to BDTT. The positron annihilation technique shows that the defects formed at 20°C and at 300°C have different nature. The TEM microstructural analysis confirms the modification of the dislocation mechanisms according to the temperature: only non dissociated perfect screw dislocations are observed at -176°C; a majority of partial dislocations in interaction are observed at 20°C and only non dissociated perfect dislocations in interaction above 150°C. These results show a change of deformation mechanism around BDTT, by perfect dislocations gliding in the glide set at high temperature and partial dislocations with glide set at low temperature. The observation of non dissociated perfect dislocations at very low-temperature suggests an additional transition, below the ambient temperature, related to the gliding of dislocations in the shuffle set. The appearance of the brittle to ductile transition could be thus connected to these successive transitions of deformation mechanisms at low and very low temperature