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Submitted on 1 Jan 1968
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QUELQUES PROPRIÉTÉS OPTIQUES ET DE
TRANSPORT DES COUCHES MINCES DE CUPRITE
M’Hamed Zouaghi, Emery Fortin, Jean-Paul Zielinger
To cite this version:
M’Hamed Zouaghi, Emery Fortin, Jean-Paul Zielinger. QUELQUES PROPRIÉTÉS OPTIQUES ET
DE TRANSPORT DES COUCHES MINCES DE CUPRITE. Journal de Physique Colloques, 1968,
29 (C2), pp.C2-75-C2-82. �10.1051/jphyscol:1968213�. �jpa-00213528�
JOURNAL DE PHYSIQUE
Colloque C 2, supplément au no 2-3, Tome 29, Février-Mars 1968, page C 2 - 75
QUELQUES PROPRIÉTÉS OPTIQUES ET DE TRANSPORT DES COUCHES MINCES DE CUPRPTE
M'Hamed ZOUAGHI, Emery FORTIN
(*)et Jean-Paul ZIELINGER Laboratoire de Spectroscopie et d'Optique du Corps Solide (associé au C. N. R. S.)
5, rue de runiversité, Université de Strasbourg
Résumé.
- Nous avons effectué des mesures de conductivité, de photoconductivité, d'effet photomagnétoélectrique et d'absorption optique sur des lames minces de cuprite préparées par oxydation contrôlée de couches de cuivre sublimées sur support de quartz. Nous avons pu établir une relation entre la qualité optique, en particulier, entre l'intensité des raies excitoniques observées et la qualité purement électrique des échantillons. Les procédés de stabilisation appliqués avec succès aux échantillons épais semblent aussi s'appliquer aux lames minces. Les résultats obtenus avec les lames minces sont comparés
àceux obtenus avec des monocristaux épais de cuprite.
Abstract. - Electrical conductivity, photoconductivity, PEM effect and optical absorption measurements have been made on thin cuprite films prepared by controlled oxidation of copper deposited on a quartz substrate.
Arelationship could be found between the optical quality of the films, in particular between the sharpness of the observed exciton peaks and the electrical properties of the samples.
Sample stabilization methods previously applied in the case of thick samples appear also
tobe successful in the case of thin films. The results observed on thin cuprite films are compared with the results obtained elsewhere on thick monocrystalline samples.
1. Introduction. - Les phénomènes de transport dans les semiconducteurs et les photoconducteurs dépendent essentiellement de l'état des surfaces.
L'étude expérimentale [Il de la photoconductivité d'échantillons épais de cuprite a montré que les traite- ments de surface pouvaient sensibiliser considérable- ment les échantillons.
D'autre part, l'étude de l'effet photomagnéto- électrique (PME) [2] effectuée sur des échantillons de préparation identique a fait apparaître une différence fondamentale entre les paramètres des photoporteurs en volume et ceux des photoporteurs en surface.
L'état des surfaces détermine les propriétés de trans- port des échantillons éclairés par une lumière forte- ment absorbée. Dans le cas de la cuprite, c'est dans la région spectrale comprise entre 0,40 et 0,54 p, où le coefficient d'absorption est fort
( E105 cm-'), que les propriétés photoconductrices dépendent le plus des états de surface.
L'étude des couches minces est toute indiquée pour déterminer les paramètres des porteurs en surface, préciser la nature et éventuellement la densité des états de surface, et évaluer expérimentalement les longueurs
(*)
Université d'Ottawa, Ottawa, Canada.
de diffusion respectives des photoporteurs et des exci- tons.
Pour pouvoir comparer les propriétés photoélectri- ques et PME des échantillons minces et épais, il est nécessaire que tous deux aient des propriétés électri- ques (dans l'obscurité) et des propriétés optiques similaires.
Aussi la détermination des paramètres qui intervien- nent dans la préparation des couches minces (pression d'oxygène, température et temps) et dans leur recuit, est des plus importantes.
Nous nous proposons de présenter dans cet article la méthode de préparation de couches minces de Cu,O que nous avons mise au point. Nous décrirons par la suite les propriétés photoélectriques et photomagnéto- électriques de ces couches. Enfin, nous tenterons d'in- terpréter ces résultats par la diffusion des porteurs, et de les relier aux résultats obtenus avec des échantillons épais de Cu,O.
II. Préparation des échantillons.
-Nous subli- mons sous un vide de torr, du cuivre J. M.
(99'99 %) sur une lamelle de quartz maintenue
à20 cm du creuset. Le courant de chauffage du creuset est ajusté pour que la vitesse de dépôt soit de 2 AIS.
Après avoir déposé des électrodes d'or
àchaque
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1968213
C 2 - 7 6 M'HAMED ZOUAGHI, EMERY FORTIN ET JEAN-PAUL ZIELINGER
extrémité de la lamelle, nous plaçons celle-ci dans un
four d'oxydation (Fig. 1) sur un support électrique- ment isolant.
La couche est alors rapidement chauffée
à400
O Cdans un vide de torr et oxydée sous une pression de 1 torr d'oxygène pendant 10 minutes. Après oxyda- tion, un recuit de 5 minutes est opéré
à700
O Cet sous un vide de IO-' torr. Puis la couche oxydée est refroidie dans un vide de torr. La durée de refroidissement est de plusieurs heures.
sortie étanches
électromètre
four.
C
B A
C u stable
FIG. 2. -Diagramme de stabilité pour le système des phases Cu/CuzO/CuO. AB, chauffage ; C, oxydation ; D, recuit ; EA, refroidissement.
échantillon stéatite
couche mince
6
oxyder1(1
'écran thermique tube en quartzFrs. 1. - Schéma du dispositif de préparation des couches minces de CunO.
Le fait de disposer de contacts électriques sur les échantillons permet le contrôle de la conductivité pendant la durée de la préparation et du refroidisse- ment.
Les conditions d'oxydation choisies correspondent
àla région de stabilité du C u 0 (point C de la figure 2).
Cependant, le passage de la phase Cu
àla phase C u 0 se fait par l'intermédiaire de la phase Cu,O. Pendant ces transformations, la résistance électrique de la lame varie
àpartir d'une valeur très faible (phase Cu) jus- qu'à une valeur maximale (phase Cu,O) pour diminuer ensuite (formation de la phase CuO). L'oxydation doit être interrompue au moment où la phase C u 0 s'amorce c'est-à-dire, lorsque la résistance de la lame passe par son maximum.
Ceci n'est strictement vrai que pour une lame infini-
ment mince. Pour une lame d'épaisseur finie, nous admettons que, lorsque le cuivre en contact avec le quartz s'oxyde en Cu'O, la surface libre ne s'oxyde pas
FIG. 3. - Variation du log. de la Résistance R en fonction de l'inverse de la température absolue T OK pour une couche mince de Cu20 refroidie juste après sa préparation.
QUELQUES PROPRIÉTÉS OPTIQUES ET DE TRANSPORT C 2 - 7 7
en CuO. Cette hypothèse est justifiée par le processus
admis pour la formation de l'oxyde
:c'est le cuivre qui diffuse vers la surface, au cours de l'oxydation.
Le recuit
à700 OC se fait dans la région de stabilité de Cu,O. Il favorise la croissance des cristallites.
Cette méthode d'oxydation nous a permis d'obtenir de façon reproductible des couches minces d'épaisseurs de 500
à2 500 A ayant de bonnes qualités optiques.
L'oxydation
àbasse température (400 OC) permet d'éviter la sublimation du cuivre pendant l'échauffe- ment initial sous vide et le risque de diffusion du cuivre dans le quartz.
Après le recuit, on refroidit la couche mince obtenue et on mesure sa résistance R en fonction de la tempé- rature.
La figure 3 montre la courbe R
=f (l/T) obtenue pendant le refroidissement avec une lame d'épaisseur voisine de 1 300 A. Cette courbe présente deux parties linéaires ayant des pentes de 0,50 et 0,48 eV, et une région de transition où R diminue lorsque T diminue.
III. Absorption: optique. - Nous avons effectué deshesures d'absorption optique sur des lames minces de Cu,O fraîchement préparées. La figure 4 montre
FIG. 4. - Spectres d'absorption de deux couches minces de Cu20 de même épaisseur (1 300
A)
;a) couche mince L 16 recuite à 700 OC, b) couche mince A 7 non recuite.
l'enregistrement densitométrique d'un spectre d'ab- sorption
à77 OK de deux lames minces de Cu,O, de même épaisseur, oxydées dans les mêmes conditions de température et de pression.
Le spectre a est obtenu sur une lame recuite
à700 OC pendant 5 minutes. Les raies excitoniques bleues et violettes apparaissent nettement. Ces résultats cor- respondent
àceux obtenus par A. Daunois et al. [3].
Quant au spectre
bobtenu sur une lame non recuite, il ne présente aucune raie.
IV. Propriétés électriques et traitement ther- mique.
-1) DISPOSITIF
EXPÉRIMENTAL. -L'étude des propriétés électriques et photoélectriques des lames minces de Cu,O, ainsi que l'étude de l'influence du traitement thermique sur ces propriétés a été effectuée
àl'aide d'un dispositif expérimental analogue
àcelui décrit par l'un des auteurs [4].
La lame mince munie de deux électrodes de platine déposées par pulvérisation cathodique et distantes d'environ 2 mm, est placée sur un support d'oxyde de béryllium dans la partie inférieure d'un cryostat métal- lique. Ce support assure un bon isolement électrique et une bonne conductivité thermique.
Un groupe de pompage permet d'atteindre un vide de 2 x torr dans l'enceinte où se trouve l'échan- tillon. Un thermocouple est placé contre le support de l'échantillon.
Grâce
àun dispositif de chauffage placé dans le cryostat métallique, la température de l'échantillon peut être portée jusqu'à 300 OC. D'autre part, en utili- sant de l'azote liquide, on peut atteindre la température de
-180 OC.
L'éclairement de l'échantillon est réalisé
àl'aide d'une source
àfilament de tungstène et d'un mono- chromateur Bausch et Lomb, type « High Intensity
))qui permet de couvrir la région spectrale comprise entre 0,4 et 3,2 K. La dispersion de ce monochromateur est de l'ordre de 70 A/mm dans le visible et 110 A/mm dans l'infrarouge.
Ce dispositif expérimental nous permet de maintenir, pendant toute la durée des expériences, l'échantillon sous vide et d'éviter ainsi toute contamination de la couche mince de Cu,O.
2) RÉSULTATS
EXPÉRIMENTAUX. -NOUS avons porté sur la figure 5, le logarithme de la Résistance Ren fonc- tion de l'inverse de la température, pour 3 couches minces auxquelles nous avons fait subir sous vide torr) un même traitement thermique. Les couches fraîchement préparées ont été chauffées jusqu'à 200- 250 OC, puis refroidies.
Les courbes (a) et (a') correspondent
àla lame L16
C 2
-
78 M'HAMED ZOUAGHT, EMERY FORTIN ET JEAN-PAUL ZIELINGERFIG. 5. -Variation du log. de la Résistance R en fonction de l'inverse de la température absolue T O K pour 3 couches minccs dc Cu20 ;
a et a') couche L 16 d'épaisseur 1 300
A
rccuite & 700 OC, b) couche A 5 d'épaisseur 2 500A
non recuite,c ) couche A 7 d'épaisseur 1 300
ff
non recuite.d'épaisseur voisine de 1 300 A. En chauffant L 16, la résistance
diminued'abord, passe par un minimum vers 90
à100
OC,puis augmente. En maintenant L16
àla température de 125 OC pendant 2 heures environ, la résistance augmente, puis se stabilise. La lame est alors refroidie
:la résistance augmente lorsque T diminue (droite a'). Lors de chauffages et refroidissements ultérieurs nous retrouvons les points de la droite (a'). Le comportement est identique
àcelui observé avec les échantillons épais dc CuzO [SI.
La courbe (b) correspond
àune lame plus épaisse (2 500 A). On note la disparition totale des phénomè- nes observés sur la lame LI6 (partie (a) de la courbe).
La courbe (c) montre le comportement électrique de la lame A7. Cette lame, de même épaisseur que L16,
n'avait pasété
recuiteaprès sa préparation. Les effets observés avec la lame LI 6 n'apparaissent pas.
La figure 6 montre que la variation du courant I en fonction du potentiel électrique V appliqué
àla lame A7 est de la forme I
=kVZ. Entre 150 et 250 volts, le trai- tement thermique appliqué
kA7 n'a aucune influence sur cette loi.
D'autre part, la caractéristique V-I demeure inchan- gée si l'on porte l'échantillon
àl'air libre.
11 !
I C1 1,s
1
Logv
FIO. 6. - Variation du log. de l'intensité du courant I en fonction du log. du potentiel appliqué à la couche A 7.
V. Photoconductivité. - Sur la figure 7, nous avons tracé les spectres de photoconductivité
àT
E100 OK de deux lames minces (A7 et L16) éclairées
FIG. 7. - Spectres de photoconductivité obtenus avcc les couches L 16 et A 7 éclairées par une radiation de large bande passante (150
A)
;a ) et h) couche L 16,
C ) et d ) couche A 7.
QUELQUES PROPRIÉTÉS OPTIQUES ET D E TRANSPORT C 2 - 7 9
par une lumière de large bande passante (150 A). Des
vérifications ayant établi que la photoconductivité est proportionnelle
àl'intensité lumineuse incidente, les valeurs du photocourant ont été rapportées
àune même densité de photons incidents. Tous les spectres sont caractérisés par la constance du photocourant dans la région spectrale 0,40
à0,46 p. A partir de 0,50 p, le photocourant chute rapidement lorsque la longueur d'onde de la lumière incidente augmente. D'autre part, on distingue sur toutes les courbes de la figure 7 deux bords de photocourant.
Dans tous les cas le photocourant est inférieur
à10-l2 A pour un potentiel appliqué de 10 volts
;alors que les échantillons épais donnent, pour des conditions expérimentales identiques, un photocourant de l'ordre de 10-l0 A [ I l .
Le spectre (a) de la figure 7 est obtenu avec la lame L16 refroidie
à100 OK sans avoir subi auparavant de traitement thermique. Le spectre (b) est obtenu avec la même lame, mais après qu'elle ait été chauffée
à150 "C dans un vide de torr pendant environ 30 minutes.
On remarque que le photocourant du spectre (b) est plus faible que celui du spectre (a). D'autre part, il appa- raît dans le spectre (b) un léger maximum de photo- courant
à0,46 p et un palier
à0,48 p.
Quant aux spectres (c) et (d), ils sont obtenus avec la lame A7. Le spectre (c) est obtenu avec A7 refroidie
FIG. 8. - Spcctrcs de photoconductivité obtenus avec les couches L 16 (trait continu) et A 7 (pointillés) éclairées par une radiation de faible bande passante (30
A).
à
1000K. Un traitement thermique ne modifie ni l'allure du spectre, ni la valeur du photocourant. On remarque vers 0,48 p un léger maximum de photo- conductivité. Le spectre (d), par contre, est obtenu après que la lame A7 ait été soumise
àun potentiel de 300 volts,
àla température ambiante.
Un traitement thermique ultérieur de A7 élimine l'effet du potentiel électrique.
La figure 8 montre les spectres de photoconductivité des lames L16 et A7 lorsque celles-ci sont éclairées par une lumière de bande passante d'environ 30 A. On note deux maxirna de photocourant qui correspondent aux raies d'absorption excitonique. Ces résultats sont conformes
àceux obtenus dans notre laboratoire [l]
avec des lames minces de Cu,O de très forte conducti- vité, éclairées par une lumière modulée de 10 cycles par seconde.
VI. Effet photomagnétoélectrique (PME).
-Nous avons effectué des mesures de courant PME et de potentiel PME
àT
=77 OK sur deux séries de lames minces de C u 2 0 , dont les épaisseurs étaient respective- ment voisines de 1 300 A et 2 500 A. Le dispositif expérimental et la méthode de mesure ont été exposés en détail dans des publications antérieures [4,7].
La figure 9A montre le spectre de courant PME, lorsque la lame L16 est éclairée sur la face qui porte les
(unités é s h r r ) 120 140
l
'O0 8 0
1
760 - 40 - 20 -
FIG. 9. - Spectre du courant I ~ H E obtenu avec la couche L 16.
C 2 - 8 0
M'HAMED ZOUAGHI, EMERY FORTIN ET JEAN-PAUL ZlELTNGERélectrodes. Nous remarquons que le courant PME est négatifpour les longueurs d'onde inférieures
à 4 050A.
Dans ce domaine spectral, le coefficient d'absorption k est supérieur
à2 x
105cm-'
[3]et l'épaisseur de la couche photoexcitée inférieure
à 500A. On note la structure qui apparaît vers
3 600A.
Pour des longueurs d'onde supérieures
à 4 050A, le courant PME devient positif, comme dans le cas
desichantillorzs épais
[4].Cependant, il apparaît en mihima dans les raics d'absorption excitonique
(4 570et
4 800A), alors qu'il apparaît en maxima avec les échan- tillons épais.
Vers 5 200 A le courant PME chute rapidement.
La figure
9Bmontre le spectre du courant PME lorsque la lame LI6 est éclairée sur la face arrière, qui ne porte pas d'électrodes et est en contact avec le sup- port de quartz. Dans tout le domaine spectral compris entre
3 500et
5 200A lc courant PME est négatif. Les minima de courant de la figure
9Asont fortement estompés.
La figure
10montre le spectre de la tension PME. II a les mêmes caractéristiques que le spectre du courant PME représenté sur la figure
9A.TOLIS les spectres ont été réduits
àune mêmc densité de photons incidents.
FIG.
10.
-Sp~ctre de la tension
PME V Kobtenu avec la couche
L 16. Erratum.En haut
àdroite, lire
:épaisseur, 1300 A
VII. Discussion des résultats.
-L'étude expéri- mentale que nous avons effectuée avec les lames minces d e Cu,O montre une corrélation étroite entre les pro- priétés optiques, d'une part, et les propriétés électri-
ques, photoélectriques et phûtoélectromagnétiques, d'autre part.
En effet, les lames avec lesquelles rious avons observé des raies d'absoi9ption excitonique, dont le type est la lame
L16,sont caractérisées par une très faible conduc- tivité
àl'obscurité, par une indépcndance de cette conductivité par rapport au potentiel électrique appli- qué. D'autre part, les propriétés de ces lames sont modifiées par le traitement thermique.
Ces propribtés optiques ct électriques sont identiques
àcelles observées avec des échantillons épais. D'ailleurs les valeurs de la conductivité et de l'énergie d'activation sont comparables.
D'a1~tr-e part, les lames du type
A7,qui ne présen- tent pas de raies d'absorption excitonique, sont carac- térisées par une forte conductivité
àl'obscurité et par la dépendance de cette conductivité par rapport au poten- tiel électrique appliqué. En outre, elles ne sont pas modifiées par le traitement thermique. Ces propriétés optiqucs ct électriques diffèrent de celles des échantil- lons épais.
Si nous admettons avec S. Nikitine et al.
[8]que l'observation des raies excitoniques dépend de la gran- deur des cristallites dans les lames minces, la corréla- tion entre les propriétés optiques et électriques peut s'expliquer.
En effet, il est normal que les lames minces
àhaut degré de cristallisation aient les mêmes propriétés opti- ques et électriques que les échantillons épais qui sont en général bien cristallins. Si les cristallites sont très petits, on n'observe pas de raies excitoniques [8]. Cela se traduit par des propriétés électriques qui dépendent fortement des frontières intercristallines (comme, par exemple, la dépendance de la conductivité par rapport au potentiel électrique appliqué).
1)
P I - ~ ~ T O C ~ N D ~ C T I V I T É .- Les résultats de l'étude de la photoconductivité des lames minces peuvent s'interpréter si l'on admet que les états de surface interviennent relativement plus que dans les échan- tillons épais pour réduire la durée de vie des photo- porteurs. La comparaison de ces résultats avec ceux obtenus avec des échantillons épais, permet de tirer une première conclusion
:la photoconductivité des lames minces dans la région spectrale
0,40 à 0,48p est au moins
100fois plus faible que celle des échantil- lons épais. Ceci signifie que, dans cette région la durée de vie est environ
100fois plus faible dans les lames minces.
Les maxima de photoconductivité obtenus peuvent
s'expliquer par la théorie de De Vore
[9].En effet,
ces maxima apparaissent dans un fond continu crois-
sant. I l faut donc admettre que les excitons créés
se dissocient pour donner des photoporteurs supplé- mentaires. Cette dissociation n'est pas immédiate comme nous le verrons par la suite.
2) EFFET PME.
-L'inversion de l'effet PME d'une part, et l'apparition de minima de courant PME et de tension PME d'autre part, est une caractéristique des couches minces que nous avons étudiées.
Pour expliquer ces deux phénomènes, nous admet- tons l'existence d'inhomogénéités dans les lames minces. Nous considérerons, en effet, la lame divisée en trois régions de propriétés différentes (Fig. 11)
:(a) la surface libre, (b) l'interface quartzloxyde et (c) le « volume » de la lame.
E lectrode
\
Oxyde
3ii
FIG. 11. -- Position d'une couche mince relative à i'éclairement et au champ magnétique appliqué.
L'expression générale de la densité j, de courant PME [IO] s'écrit
:où D est la constante de diffusion des photoporteurs, H le champ magnétique, y, et y, les mobilités respec- tives et Ap
=An les concentrations respectives des photoporteurs créés par la lumière d'énergie hv > Es.
La densité du courant PME stationnaire s'annule lorsqu'un seul type de porteurs est présent. Le change- ment de signe de l'effet PME ne peut être dû qu'à celui du gradient de concentration
-d An
àtravers
dx l'échantillon.
a) Région fondamentale. Admettons que les durées de vie respectives des photoporteurs dans les régions (a), (b) et (c), (Fig. 11) soient telles que zc > z,
$ 2,.L'inversion de l'effet PME peut alors s'expliquer. En effet, considérons une lumière incidente sur la face A de la lame mince. Si la longueur d'onde est 3 700 A, l'épaisseur de la couche photoexcitée est de l'ordre de l l k = 400 A (où k est le coefficient d'absorption). Il y a
création de photoporteurs dans les régions (a) et (c).
Comme zc > z,, le gradient de concentration sera dirigé dans le sens (c)
+(a) et l'effet PME sera négatif (anormal). Pour
A =4 700 A, l'épaisseur de la couche excitée est de l'ordre de 2 000 A
;il y a création de photoporteurs dans les trois régions. Comme
le gradient de concentration est dirigé dans le sens (c)
+(b) et l'effet est positif.
Lorsque l'éclairement se fait sur la face B, la région (b) où la durée de vie est très petite est toujours excitée et par conséquent le gradient toujours dirigé vers (b).
L'effet PME est alors négatif pour toutes les longueurs d'onde de la lumière incidente.
p) Régions des raies excitoniques. Nous avons vu ci-dessus que les raies excitoniques
à4 570 A et 4 800 A apparaissaient en maxima de photoconduc- tivité. D'autre part, ces mêmes raies apparaissent en maxima de courant PME dans les échantillons épais [4]. Tenant compte de ces deux remarques, nous pouvons admettre plusieurs hypothèses pour expli- quer pourquoi ces raies apparaissent en minima de courant et de tension PME dans les lames minces de Cu,O
:a) Les excitons formés se recombinent avant de contribuer
àl'effet PME. Les données de photoconduc- tivité excluent cette hypothèse.
b) Il y a une réflexion importante de la lumière sur l'interface quartz-oxyde, qui crée un gradient de concentration opposé au gradient principal qui est dans le sens de la lumière. Daunois et al. [3] ont trouvé une réflexion de 25 % dans la région excitonique du spectre, sur des lames minces de Cu,O identiques aux nôtres. Cependant, il est impossible d'établir une dis- tinction entre la réflexion due
àla surface libre de l'oxyde et celle due
àl'interface quartz-oxyde
;nous savons par contre
[3]que la réflexion sur la surface libre de l'oxyde est plus forte.
De toute façon, la réflexion pourrait expliquer le minimum obtenu à 4 800 A (où l'épaisseur de la couche excitée est de l'ordre de 600 A), mais en aucun cas elle ne peut expliquer le minimum
à4 570 A
où la profondeur de pénétration est seulement de 800 A.
c) D'après les travaux de A. Daunois et al. [3], les coefficients d'absorption de Cu,O
à4 570 A et
4050 A
sont égaux. Pour ces deux radiations les épaisseurs des
couches photoexcitées sont donc les mêmes. L'hypo-
thèse de dissociation immédiate en porteurs libres des
excitons créés par la radiation
A =4 570 A conduit
àC 2 - 8 2
M'HAMED ZOUAGHI, EMERY FORTIN ET JEAN-PAUL ZIELINGER prévoir un courant PME comparable
àcelui obtenu
pour la radiation
h =4 050 A. Ceci est confirmé expérimentalement. Cependant, les résultats obtenus avec les échantillons épais (maximum de I,,,
à4 570 A) infirment cette hypothèse.
d) Les excitons créés dans les régions (a) et (c) dzjîusent vers l'interface quartz-oxyde, où ils se disso- cient en porteurs libres et contribuent ainsi
àla création d'un gradient de concentration dans le sens (b)
-,(a). Un minimum d'effet PME apparaît pourvu que l'échantillon soit assez mince pour permettre aux excitons de diffuser jusqu'à l'interface quartz- oxyde. Cette hypothèse apparaît la seule compatible avec les données de la photoconductivité dans les couches minces et celles de l'effet PME dans les échan- tillons épais de Cu20.
VII. Conclusion. -Le contrôle de la résistivité des couches minces de Cu20 pendant leur préparation et leur recuit nous a permis d'obtenir des échantillons dont les propriétés électriques et optiques sont compa- rables
àcelles des cristaux épais.
Le spectre de photoconductivité des lames minces de C u 2 0 est caractérisé par des maxima de photocou- rant dans les raies excitoniques alors que celui des échantillons épais dépend beaucoup des traitements que l'on a fait subir
àla surface.
D'autre part, les lames minces sont beaucoup moins photosensibles que les échantillons épais.
Les phénomènes de diffusion deviennent prépondé- rants dans les lames minces. En effet, l'inversion et l'apparition de minima d'effet PME dans les raies excitoniques sont caractéristiques des lames minces bien cristallisées.
Une étude dans les raies excitoniques de l'évolution des minima d'effet PME (pour des lames d'épaisseur
LX
