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Etudes spectroscopiques du dopage dans les matériaux II-VI pour les détecteurs infrarouge et les cellules photovoltaïques

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Academic year: 2021

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(1)Etudes spectroscopiques du dopage dans les matériaux II-VI pour les détecteurs infrarouge et les cellules photovoltaïques Frédérique Gemain. To cite this version: Frédérique Gemain. Etudes spectroscopiques du dopage dans les matériaux II-VI pour les détecteurs infrarouge et les cellules photovoltaïques. Autre [cond-mat.other]. Université de Grenoble, 2012. Français. �NNT : 2012GRENY080�. �tel-00849144�. HAL Id: tel-00849144 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849144 Submitted on 30 Jul 2013. HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of scientific research documents, whether they are published 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..

(2) THÈSE Pour obtenir le grade de. DOCTEUR DE L’UNIVERSITÉ DE GRENOBLE Spécialité : Physique Arrêté ministériel : 7 août 2006. Présentée par. Frédérique Gemain Thèse dirigée par Guy Feuillet et codirigée par Ivan-Christophe Robin préparée au sein du Laboratoire d’Electronique et de Technologie de l’Information, Département Optronique, Laboratoire des Matériaux et Substrats, CEA-Grenoble et de l’Université Joseph Fourier - Grenoble I. Etudes spectroscopiques du dopage dans les matériaux II-VI pour les détecteurs infrarouge et les cellules photovoltaïques Thèse soutenue publiquement le 28 Novembre 2012, devant le jury composé de :. Daniel Le Si Dang Directeur de recherche, Institut Néel, Grenoble, Président. Mathieu Leroux Directeur de recherche, CNRS-CRHEA, Valbonne, Rapporteur. Pierre Lefebvre Directeur de recherche, CNRS-GES, Université Montpellier, Rapporteur. Bruno Viana Chercheur, ENSCP-LCMCP, Paris, Examinateur. Paul Fougères Ingénieur, Sofradir, Veurey-Voroise, Examinateur. Guy Feuillet Directeur de recherche, CEA-LETI Grenoble, Directeur de thèse. Ivan-Christophe Robin Chercheur, CEA-LETI Grenoble, Encadrant CEA, Co-Directeur de thèse.

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(7) ✻.

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(9) ❚❆❇▲❊ ❉❊❙ ▼❆❚■➮❘❊❙. ✽. ✷✳✷. ✷✳✸. ✷✳✶✳✻ ❘❡❝♦♠❜✐♥❛✐.♦♥. ❞❡ ♣❛✐1❡. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✶✳✼ ❘4♣❧✐6✉❡. ♣❤♦♥♦♥. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✶✳✽ ❘❡❝♦♠❜✐♥❛✐.♦♥. ❜❛♥❞❡✲♥✐✈❡❛✉ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✶✳✾ =❤♦>♦❧✉♠✐♥❡.❝❡♥❝❡ ❡> ❡✛❡>. ❞❡ .✉1❢❛❝❡ ❞❛♥. ❧❡ ❈❞❍❣❚❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❈❛1❛❝>41✐.❛>✐♦♥ 4❧❡❝>1✐6✉❡ ♣❛1 ❡✛❡> ❍❛❧❧ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✷✳✶ =1✐♥❝✐♣❡ >❤4♦1✐6✉❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✷✳✷ ▼♦❜✐❧✐>4 ❡> ♣❤4♥♦♠G♥❡. ❞❡ ❝♦❧❧✐.✐♦♥✴❞✐✛✉.✐♦♥ ❞❡. ♣♦1>❡✉1. ❞❡ ❝❤❛1❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✷✳✷✳✸ ❊>✉❞❡ >❤4♦1✐6✉❡ ❞❡ ❧✬4✈♦❧✉>✐♦♥ ❞❡ ❧❛ ❝♦♥❝❡♥>1❛>✐♦♥ ❞❡. ♣♦1>❡✉1. ♠❡.✉14❡ ♣❛1 ❡✛❡> ❍❛❧❧ ❡♥ ❢♦♥❝>✐♦♥ ❞❡ ❧❛ >❡♠♣41❛>✉1❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❘4.✉♠4 ❞✉ ❝❤❛♣✐>1❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✸ ❈♦✉❝❤❡' (♣✐+❛①✐❛❧❡' ❞❡ ❈❞❍❣❚❡✱ ❞♦♣❛❣❡ ❞❡ +②♣❡ ♣ ❡+ ❞('♦5❞5❡ ❞✬❛❧❧✐❛❣❡ ✸✳✶. ✸✳✷. ✸✳✸. ❊>✉❞❡ ❞✉ ❞♦♣❛❣❡ ✐♥>1✐♥.G6✉❡ ♣❛1 ❧❡. ❧❛❝✉♥❡. ❞❡ ♠❡1❝✉1❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✶ =♦.✐>✐♦♥♥❡♠❡♥> ❞✉ ♣1♦❜❧G♠❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✷ ❊>✉❞❡ ❝♦♠♣❧G>❡ ♣♦✉1 ✉♥❡ ❝♦♠♣♦.✐>✐♦♥ K ✸✷✳✼% ❞❡ ❈❞ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✷✳✶ ▼❡.✉1❡. ♦♣>✐6✉❡. ♣❛1 ♣❤♦>♦❧✉♠✐♥❡.❝❡♥❝❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✷✳✷ ▼❡.✉1❡. 4❧❡❝>1✐6✉❡. ♣❛1 ❡✛❡> ❍❛❧❧ ❡♥ >❡♠♣41❛>✉1❡ ✸✳✶✳✷✳✸ ■♥>❡1♣14>❛>✐♦♥. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✸ ❊✛❡>. ❞❡ ❧❛ ❝♦♠♣♦.✐>✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✸✳✶ ❊❝❤❛♥>✐❧❧♦♥ ❆ K 45% ❞❡ ❈❞ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✸✳✷ ❊❝❤❛♥>✐❧❧♦♥ ❇ K 22% ❞❡ ❈❞ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✶✳✹ ❈♦♥❝❧✉.✐♦♥ ♣❛1>✐❡❧❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❊>✉❞❡ ❞✉ ❞♦♣❛❣❡ ❡①>1✐♥.G6✉❡ ♣❛1 ✐♥❝♦1♣♦1❛>✐♦♥ ❞✬❛1.❡♥✐❝ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✶ ❈♦♠♣❧❡①❛>✐♦♥ ❞❡. ❛>♦♠❡. ❞✬❛1.❡♥✐❝ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✷ ❈♦114❧❛>✐♦♥. ❞❡. ♠❡.✉1❡. ❊❳❆❋❙ ❡> ♦♣>✐6✉❡. ♣❛1 =▲ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✸ ❈♦114❧❛>✐♦♥. ❛✈❡❝ ❧❡. ♠❡.✉1❡. 4❧❡❝>1✐6✉❡. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✸✳✶ ▼❡.✉1❡. ❡①♣41✐♠❡♥>❛❧❡. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✸✳✷ ▼♦❞4❧✐.❛>✐♦♥ ❞❡. 14.✉❧>❛>. ❡①♣41✐♠❡♥>❛✉① ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✹ ❉4.♦1❞1❡ ❞✬❛❧❧✐❛❣❡ ❞❛♥. ❧❡ ❈❞❍❣❚❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✹✳✶ ▼♦❞4❧✐.❛>✐♦♥ ❞❡. .♣❡❝>1❡. ❞✬❛❜.♦1♣>✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✸✳✷✳✹✳✷ ▼♦❞4❧✐.❛>✐♦♥ ❞❡. .♣❡❝>1❡. ❞❡ ♣❤♦>♦❧✉♠✐♥❡.❝❡♥❝❡ ❈♦♥❝❧✉.✐♦♥ ❞✉ ❝❤❛♣✐>1❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✹ ❙✉❜'+5❛+' ❞❡ ❈❞❩♥❚❡✱ ❞♦♣❛♥+' ❡+ ✐♠♣✉5❡+(' ✹✳✶. ✹✳✷. ✹✳✸. ✹✳✹ ✹✳✺. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ❉❡.❝1✐♣>✐♦♥ ❞✉ .♣❡❝>1❡ ❞❡ =▲ ❞❡ ❧✬4❝❤❛♥>✐❧❧♦♥ ❞❡ ❈❞❩♥❚❡ ❞❡ 14❢41❡♥❝❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✶✳✶ ❊>✉❞❡ ❞✉ ❜♦1❞ ❞❡ ❜❛♥❞❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✶✳✷ ❊>✉❞❡ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❞❡. ❉❆= ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ■♥✢✉❡♥❝❡ ❞❡. ♣❛1❛♠G>1❡. ❞❡ ❝1♦✐..❛♥❝❡ .✉1 ❧❡. .♣❡❝>1❡. ❞❡ =▲ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✷✳✶ ❊>✉❞❡ ❞❡. .✉❜.>1❛>. 14❛❧✐.4. ❞❛♥. ❧❡ ❢♦✉1 ❍ .❛♥. ❝♦♥>1Y❧❡ ❞❡ ❧❛ ♣1❡..✐♦♥ ❞❡ ❈❞ ✹✳✷✳✷ ❊>✉❞❡ ❞❡. .✉❜.>1❛>. 14❛❧✐.4. ❞❛♥. ❧❡ ❢♦✉1 ❱ ❛✈❡❝ ❝♦♥>1Y❧❡ ❞❡ ❧❛ ♣1❡..✐♦♥ ❞❡ ❈❞ ✹✳✷✳✸ ❈♦♥❝❧✉.✐♦♥ ♣❛1>✐❡❧❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❊>✉❞❡ ❞❡ ❧❛ ③♦♥❡ ❛❜.♦1❜❛♥>❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✸✳✶ ▼❡.✉1❡. ❞❛♥. ❧❡ ✈✐.✐❜❧❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✸✳✷ ▼❡.✉1❡. ❞❛♥. ❧✬✐♥❢1❛1♦✉❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✸✳✸ ▼❡.✉1❡. ♣❛1 .♣❡❝>1♦♠4>1✐❡ ❞❡ ♠❛..❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✹✳✸✳✹ ▼❡.✉1❡. ♣❛1 ♠✐❝1♦.❝♦♣✐❡ ✐♥❢1❛1♦✉❣❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❉✐.❝✉..✐♦♥ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ❈♦♥❝❧✉.✐♦♥ ❞✉ ❝❤❛♣✐>1❡ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✹✽ ✹✾ ✺✶ ✺✸ ✺✺ ✺✺ ✺✻ ✺✽ ✻✶. ✻✸. ✳ ✻✸ ✳ ✻✸ ✳ ✻✹ ✳ ✻✺ ✳ ✻✼ ✳ ✼✷ ✳ ✼✻ ✳ ✼✼ ✳ ✼✾ ✳ ✽✵ ✳ ✽✶ ✳ ✽✶ ✳ ✽✸ ✳ ✽✼ ✳ ✽✼ ✳ ✽✾ ✳ ✾✷ ✳ ✾✸ ✳ ✾✽ ✳ ✶✵✸ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳ ✳. ✶✵✺. ✶✵✺ ✶✵✻ ✶✵✾ ✶✶✶ ✶✶✷ ✶✶✾ ✶✷✺ ✶✷✼ ✶✷✽ ✶✸✸ ✶✸✹ ✶✸✺ ✶✸✻ ✶✸✼.

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Références

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