Croissance et caractérisation des couches minces d'oxyde de zinc pour des applications en optoélectronique. / Mouhamed Bachir Gaye (2017) 

Public ISBD Titre : Croissance et caractérisation des couches minces d'oxyde de zinc pour des applications en optoélectronique. Type de document : texte imprimé Auteurs : Mouhamed Bachir Gaye, Auteur Editeur : Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur Année de publication : 2017 Importance : 80 P. Format : 29 cm Langues : Français (fre) Mots-clés : Photoluminescence  réflectivité  saphir  puit quantique  ZnO  exciton  oxyde de zinc  optoélectronique Résumé : Ce mémoire décrit un travail théorique et expérimental réalisé sur l’oxyde de Zinc (ZnO). Dans la partie théorique du travail, les propriétés physicochimiques du semi-conducteur ZnO massif, les principales techniques de croissance et de caractérisation des couches minces de ZnO et d’hétérostructures à base de ZnO, ont été revues. Elle a permis d’établir le lien entre les propriétés du ZnO et l’intérêt suscité par ses applications potentielles en optoélectronique. Cet intérêt est justifié par la grande énergie de liaison des excitons et la large bande d’énergie interdite du ZnO pouvant conduire à des dispositifs lasers à température ambiante et avec des seuils d’émission assez bas. La partie expérimentale porte sur la croissance et la caractérisation de couches minces ZnO et ses hétérostructures associées et leur caractérisation structurale et optiques. La technique mise en oeuvre est l’Epitaxie sous Jets Moléculaires(EJM) assistée par plasma. Elle offre la possibilité de mesures en temps réel des paramètres de croissance, permet la détermination de la composition des gaz résiduels et surtout l’analyse de l’évolution dimensionnelle et cristalline de la couche lors de la croissance grâce la diffraction d’électrons de haute énergie sous incidence rasante RHEED. Ainsi, la croissance des couches de ZnO a été effectuée, soit sur du substrat saphir orienté (1000) (plan c) soit sur du saphir plan R (0112), après avoir identifié et optimisé les paramètres de croissance tels que le substrat et la température. Elle a conduit respectivement à la réalisation de plusieurs couches de ZnO orienté plan c et plan A. Les caractérisations optiques ont été menées au moyen des techniques de photoluminescences et de réflectivité. L’analyse des résultats a montré que les émissions excitoniques sont fortement polarisées dans les couches de ZnO orienté plan A. Les caractérisations structurales ont montré une bonne cristallinité des couches de ZnO obtenues dans les conditions optimales de croissance correspondent à des températures moyennes comprises entre 500 et 550°C. Les propriétés optiques étudiées en relation avec les propriétés structurales, ont permis de montrer qu’il n’y a pas eu de séparation des phases et que la raie d’émission associée au défaut observé en PL est due à la recombinaison sur les défauts d’empilement dans le plan basal. L’absence d’anisotropie structurale a été exploitée pour la réalisation des structures à puits quantiques ZnMgO/ZnO dont les propriétés optoélectroniques ont été étudiées. L’analyse des résultats expérimentaux a montré qu’un aspect fondamental pour la croissance de puits quantiques quel que soit son orientation est la rugosité de surface puisqu’elle favorise la séparation des phases qui est une forte tendance dans les alliages comme ZnMgO. Permalink : https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=330 Croissance et caractérisation des couches minces d'oxyde de zinc pour des applications en optoélectronique. [texte imprimé] / Mouhamed Bachir Gaye, Auteur . - Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur, 2017 . - 80 P. ; 29 cm. Langues : Français (fre) Mots-clés : Photoluminescence  réflectivité  saphir  puit quantique  ZnO  exciton  oxyde de zinc  optoélectronique Résumé : Ce mémoire décrit un travail théorique et expérimental réalisé sur l’oxyde de Zinc (ZnO). Dans la partie théorique du travail, les propriétés physicochimiques du semi-conducteur ZnO massif, les principales techniques de croissance et de caractérisation des couches minces de ZnO et d’hétérostructures à base de ZnO, ont été revues. Elle a permis d’établir le lien entre les propriétés du ZnO et l’intérêt suscité par ses applications potentielles en optoélectronique. Cet intérêt est justifié par la grande énergie de liaison des excitons et la large bande d’énergie interdite du ZnO pouvant conduire à des dispositifs lasers à température ambiante et avec des seuils d’émission assez bas. La partie expérimentale porte sur la croissance et la caractérisation de couches minces ZnO et ses hétérostructures associées et leur caractérisation structurale et optiques. La technique mise en oeuvre est l’Epitaxie sous Jets Moléculaires(EJM) assistée par plasma. Elle offre la possibilité de mesures en temps réel des paramètres de croissance, permet la détermination de la composition des gaz résiduels et surtout l’analyse de l’évolution dimensionnelle et cristalline de la couche lors de la croissance grâce la diffraction d’électrons de haute énergie sous incidence rasante RHEED. Ainsi, la croissance des couches de ZnO a été effectuée, soit sur du substrat saphir orienté (1000) (plan c) soit sur du saphir plan R (0112), après avoir identifié et optimisé les paramètres de croissance tels que le substrat et la température. Elle a conduit respectivement à la réalisation de plusieurs couches de ZnO orienté plan c et plan A. Les caractérisations optiques ont été menées au moyen des techniques de photoluminescences et de réflectivité. L’analyse des résultats a montré que les émissions excitoniques sont fortement polarisées dans les couches de ZnO orienté plan A. Les caractérisations structurales ont montré une bonne cristallinité des couches de ZnO obtenues dans les conditions optimales de croissance correspondent à des températures moyennes comprises entre 500 et 550°C. Les propriétés optiques étudiées en relation avec les propriétés structurales, ont permis de montrer qu’il n’y a pas eu de séparation des phases et que la raie d’émission associée au défaut observé en PL est due à la recombinaison sur les défauts d’empilement dans le plan basal. L’absence d’anisotropie structurale a été exploitée pour la réalisation des structures à puits quantiques ZnMgO/ZnO dont les propriétés optoélectroniques ont été étudiées. L’analyse des résultats expérimentaux a montré qu’un aspect fondamental pour la croissance de puits quantiques quel que soit son orientation est la rugosité de surface puisqu’elle favorise la séparation des phases qui est une forte tendance dans les alliages comme ZnMgO. Permalink : https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=330

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