Mise en évidence directe de la conductibilité d'un diélectrique mince soumis à un bombardement électronique

HAL Id: jpa-00234506

https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00234506

Submitted on 1 Jan 1951

HAL is a multi-disciplinary open access

archive for the deposit and dissemination of

sci-entific research documents, whether they are

pub-lished or not. The documents may come from

teaching and research institutions in France or

abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est

destinée au dépôt et à la diffusion de documents

scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,

émanant des établissements d’enseignement et de

recherche français ou étrangers, des laboratoires

publics ou privés.

Mise en évidence directe de la conductibilité d’un

diélectrique mince soumis à un bombardement

électronique

Ch. Dufour, A. Herpin, J.-P. Thomas

To cite this version:

887

dans le

produit

fondu,

le germe étant refroidi par

un courant gazeux. Elle

s’apparente

à d’autres

méthodes

précédemment

décrites

_{[1], [2], [3], [4].}

L’appareil

utilisé est constitué d’un vase

cylin-drique

V

_immergé

_{partiellement}

dans un ther-mostat T. Ce vase est _{fermé par} le bouchon rodé B. Le germe G est fixé à la

_{tige support}

S. Cette

_tige

animée d’un lent mouvement de rotation sur elle-même passe à travers le bouchon par le

joint

de

mercure J. Le vase

_porte

un

_ajutage

latéral en A. Le bouchon

_porte

un

_ajutage

à sa

_partie

supé-rieure en C.

Le

_produit

à cristalliser est introduit à l’état solide dans le vase. Par

_l’ajutage

_A,

on _admet un _gaz ne

réagissant

pas avec ce

_produit,

_{le gaz}

_remplit

la

partie

supérieure

du vase et

_s’échappe

en

C,

formant ainsi une

_atmosphère

inerte

au-dessus du

_produit.

Celui-ci est alors fondu et sa

_{température réglée}

à

une valeur très

_{légèrement supérieure}

à sa

tempé-rature de fusion. Le _germe est _{alors introduit} par-tiellement dans le

_liquide

et _{le courant gazeux}

_ajusté

de manière à

_produire

une lente croissance du _germe, Le cristal formé

_occupant

un volume inférieur à celui du

_{liquide qui}

lui a donné

_naissance,

il en

résulte une baisse continuelle du

_liquide

et le cristal

se

_développe

vers le bas en

_épousant

approximati-vement la forme d’un

_cylindre

de révolution à axe

vertical.

La cristallisation est _{d’autant meilleure que} le

produit

de

_départ

est

_plus

_pur;

_cependant

la méthode elle-même constitue une

_{purification,}

les

_impuretés

s’accumulant dans le

_liquide,

et

_permet

de se contenter d’un

_produit

de

_départ

d’une

_pureté

relative à condi-tion de ne cristalliser

qu’une partie

du

_liquide.

Le refroidissement à

_température

ambiante du monocristal terminé doit être extrêmement lent sous

peine

de voir celui-ci se fendre par suite des tensions

prenant

naissance dans sa masse.

La méthode fournit des masses monocristallines

claires et

_exemptes

de bulles

_(s’il

se forme

_quelques

bulles au début de la

cristallisation,

leur formation s’arrête

_rapidement).

[1] CZOCHRALSKI J. - Z.

phys. Chem., g ~ 8, 92, 2 I g-22 ~. [2] NACKEN R. - Neues Jahrb. Minéral.

Geol., 19 15, 2, 133-164.

[3]

KYROPOULOS S. - Z.

Anorg. Chem., 1926, 154, 308-3i3;

Z. Physik., 1930, 63, 849-854.

[4]

HARDING G. N. -

A.E.R.E., 43.

Manuscrit reçu le 5 octobre 1951.

MISE EN

ÉVIDENCE

DIRECTE DE LA

CONDUCTIBILITÉ

D’UN

_{DIÉLECTRIQUE}

MINCE SOUMIS

A UN BOMBARDEMENT

_{ÉLECTRONIQUE}

Par CH.

_DUFOUR,

A. HERPIN * _{et J.-P.}

THOMAS,

Laboratoire de la

_Compagnie

des

_{Compteurs. Montrouge.}

1. Un bombardement

électronique d’énergie

suffi-sante

_{(quelques kilovolts)}

crée dans un

_{diélectrique}

des

électrons

secondaires internes. Ces électrons

secondaires sont dans les bandes de conduction du solide et leur vitesse est de l’ordre de

_grandeur

de la vitesse

thermique.

Ils ne

_peuvent

s’arrêter que s’ils sont

_captés

_par un

_piège

à

électrons,

ce

_qui

se

produit

au bout d’un certain

temps.

Pendant ce

_temps,

ils

_peuvent

diffuser dans le

_solide,

_et, s’ils sont créés

au

_voisinage

de sa

surface,

ils

_peuvent

en

sortir,

provoquant

ainsi l’émission secondaire bien connue.

Si l’on soumet le

_{diélectrique}

à un

_{champ électrique,}

ils sont entraînés en sens inverse du

_champ,

donnant alors naissance à un courant induit. Dans un

diélec-trique

en couche

_épaisse,

il se forme une

_charge

d’espace qui

vient très vite annuler le courant induit. Ces courants de

_déplacement

instantanés ont été mis en évidence par Mc

_{Kay [~],}

à l’aide d’une méthode par

impulsions.

Dans un

_{diélectrique}

en couche très

_mince,

le rôle de la

_{charge d’espace}

est

_plus

réduit,

et l’on

peut

observer un courant induit perma-nent. Ce

_phénomène

a été _{étudié par Pensak}

_{[2] qui}

mesurait le courant traversant une couche mince

(de

l’ordre du

_{micron) déposée}

sur une

_plaque

métal-lique.

La face avant de la couche

diélectrique

était

portée

à un

_potentiel

_{constant par} un bombardement

électronique

auxiliaire.

2. Nous avons cherché à mettre en évidence le courant _{induit par} une méthode

_plus

directe,

ne

Fig. 1.

nécessitant .pas l’utilisation d’un bombardement auxiliaire

et,

par là

même,

affranchie de toute

hypo-thèse sur l’émission secondaire de l’isolant. Pour

cela,

nous avons

_déposé,

_par

_{évaporation,}

sur un

support

de verre une

_triple

couche Al-ZnS-Al. Les deux couches

_métalliques

étant très minces

(3o

m

_,~),

donc

_{semi-transparentes,}

l’ensemble forme un filtre interférentiel

qui permet

une mesure

_optique

facile de

_{l’épaisseur}

du

_{diélectrique.}

Les deux couches

métalliques

servant d’électrodes sont

_disposées

de

façon

à être

_parfaitement

isolées l’une de l’autre.

L’évaporation

doit être conduite avec un soin

parti-culier,

pour éviter les

poussières qui

court-circui-teraient les électrodes. Le

montage

électrique

très

simple

est schématisé sur la

_figure

i. La couche d’aluminium extérieure freine les électrons

_primaires;

la formule de

_Whiddington

_{montre que} l’affaiblis-sement

_correspond

à environ 1000 _V, soit

seu-lement de la tension d’accélération de 10 ooo V

géné-ralement utilisée pour le faisceau

électronique

pri-maire.

3. Pour toutes les cibles utilisables

(résistance

de la couche au moins

_égale

à 106 Q sous

_quelques

volts pour une surface utile de l’ordre du centimètre * _{Laboratoire de Recherches}

Physiques, Faculté des

Sciences de Paris.

888

carré),

nous avons observé le

_phénomène

de conduc-tibilité induite. Le

_rapport

de conduction

= j

. 1

tp courant dans le

_{diélectrique (1); i,,,}

courant

pri-maire],

varie fortement d’une cible à

l’autre,

même pour des couches

_évaporées

_apparemment

dans les mêmes conditions. La

_figure

2

_représente

la variation

Fig. 2.

du

_{coefficient ~}

en fonction de la tension de

polari-sation

_V~

_pour une des couches

_{expérimentées.}

Malgré

les écarts

_numériques,

les courbes relevées

sur différentes couches

_présentent

toutes les

carac-tères communs suivants :

a. Pour une tension

_nulle,

le courant induit est

positif;

b. Le

_rapport

de conductibilité est nul _pour une

tension de

_{polarisation négative,}

ce

_{qui paraît normal,}

si l’on admet que les électrons secondaires internes sont émis avec une _{vitesse moyenne}

_dirigée

dans le

sens de

_propagation

des électrons

_primaires;

c. La courbe

_présente

une

_inflexion,

au

_voisinage

de

_{V p}

=

o, ce

_qui

semble exclure un effet de

satu-ration.

4. Dans l’étude des courants de fuite à travers la couche

_mince,

en l’absence de

_{bombardement,}

nous avons observé

_quelques

anomalies :

a. Le courant ne _{suit pas} la loi

_d’Ohm;

b. A tension

constante,

on observe des fluctuations de courant dont l’intensité diminue avec le

_temps,

en même

_temps

que la valeur moyenne du courant; le

_temps

de stabilisation étant d’autant

_{plus grand}

que la tension

appliquée

est

plus élevée;

c. Si le courant est stabilisé pour une tension

_{V p,}

il le sera pour toute tension

comprise

entre o et

_{V p,}

mais il ne le sera pas pour les tensions

supérieures

à

_Vp

ou de

_polarité

inverse.

Ces

_phénomènes

_accessoires,

non

_expliqués

_peuvent

être dus à la formation de

ponts.

Ces conductibilités résiduelles sont suffisamment faibles pour ne pas

gêner

les mesures de conductibilité induite.

[1] Mc KAY. - _{Phys. Rev., 1948,} 74, ~ 606.

[2] PENSAK L. -

Phys. Rev., ig4g, 75, 472.

Manuscrit reçu le 15 septembre 1951.

(1) Le courant induit, de même que la polarisation sont

comptés positivement dans le sens du courant primaire.

ÉPAISSEUR

OPTIQUE

D’UN ÉTALON

INTERFÉRENTIEL

DE FABRY-PÉROT A MIROIRS SEMI-TRANSPARENTS

COMPLEXES Par CH. _DUFOUR, Laboratoire Télévision

de la

_Compagnie

des

_Compteurs.

_Montrouge.

Nous allons évaluer la modification de l’ordre d’interférence

_quand

on

_remplace

les couches

métal-liques

usuelles par les couches

multiples

MBH

ou HBHBH

_déjà

_{préconisées [1] (M,}

métal

semi-transparent ; H,

diélectrique

d’indice

élevé; B,

diélec-trique

de bas

_indice).

Pour illustrer la méthode

utilisée,

nous raisonnerons sur un filtre interférentiel

symétrique

à couches

_d’argent

améliorées par une

paire

de couches

_{diélectriques cryolithe-sulfure}

de zinc.

Considérons l’étalon

_{d’épaisseur}

ne en

_prenant

pour

plans

de référence les faces en

_regard

A

_(voir

fig.

i).

Nous _pouvons calculer ses

_propriétés

si nous

connaissons le facteur de réflexion R

_(A)

et le

chan-Fig. 1. s

Fig. 2.

gement

de

_phase

à la

_{réflexion y (X)}

en A sur la

_triple

couche MBH.