Etude expérimentale et théorique des mécanismes d'adsorption/désorption de l'antimoine sur une surface de silicium (111) PDF Download
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Author: Hazar Guesmi
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Languages : fr
Pages : 132
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire de thèse correspond à une étude expérimentale et théorique des propriétés d'adsorption/désorption de Sb sur la surface nominale (111) de Si. Du point de vue expérimental, l'utilisation combinée de la spectrométrie de masse, de la diffraction des électrons et de la microscopie à effet tunnel nous a permis de décrire les propriétés structurales, cinétiques et thermodynamiques du système. Du point de vue théorique, l'utilisation des méthodes ab-initio nous a permis d'étudier l'évolution de la nature des sites d'adsorption avec le recouvrement de surface. Ce travail permet de dégager un scénario cohérent de l'adsorption, dans lequel la nature du site préférentiel change depuis un site ternaire (à faible recouvrement) vers un site apical (à complétion de la couche), permettant de passer d'un système à interactions répulsives (théorie) ou nulles (expérience) à un système à interactions attractives (théorie et expérience). Ce changement de site permet de réconcilier nos résultats expérimentaux cinétiques et thermodynamiques, qui semblaient contradictoires.
Author: Hazar Guesmi
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Pages : 132
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Le travail présenté dans ce mémoire de thèse correspond à une étude expérimentale et théorique des propriétés d'adsorption/désorption de Sb sur la surface nominale (111) de Si. Du point de vue expérimental, l'utilisation combinée de la spectrométrie de masse, de la diffraction des électrons et de la microscopie à effet tunnel nous a permis de décrire les propriétés structurales, cinétiques et thermodynamiques du système. Du point de vue théorique, l'utilisation des méthodes ab-initio nous a permis d'étudier l'évolution de la nature des sites d'adsorption avec le recouvrement de surface. Ce travail permet de dégager un scénario cohérent de l'adsorption, dans lequel la nature du site préférentiel change depuis un site ternaire (à faible recouvrement) vers un site apical (à complétion de la couche), permettant de passer d'un système à interactions répulsives (théorie) ou nulles (expérience) à un système à interactions attractives (théorie et expérience). Ce changement de site permet de réconcilier nos résultats expérimentaux cinétiques et thermodynamiques, qui semblaient contradictoires.
Author: Philippe Sonnet
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Nous présentons une étude théorique des premières étapes de l'adsorption de quelques types d'atomes sur des surfaces de silicium dans le cadre de méthodes de calcul semi-empirique ou ab-initio. La plupart de ces études ont été menées en collaboration avec des expérimentateurs. Cette thèse se divise en trois grandes parties : * étude des structures atomique et électronique de l'hydrogénation du siliciure d'erbium bidimensionnel épitaxie sur Si(111). Nous montrons que deux atomes d'hydrogène sont adsorbés par cellule unité élémentaire : le premier sature les liaisons pendantes de la couche terminale du siliciure alors que le second est adsorbé de façon interstitielle dans le plan de l'erbium. * étude de l'adsorption de quelques types d'atomes (Ge, Pb) sur la surface Si(111)7x7. Dans le cas de Ge et de Pb, plusieurs mécanismes d'adsorption possibles sont examinés et nous proposons une interprétation des spectres de photoémission. Nous présentons une revue d'ensemble de l'adsorption de divers atomes (Ge, Pb, Cs, H) et molécules (H 2O, NH 3) sur la surface Si(111)7x7. Ces mécanismes d'adsorption ont des origines différentes qui proviennent, suivant les cas, de la nature ou de l'extension des orbitales, de la taille de l'adsorbat, de la différence d'électronégativité entre l'adsorbat et la surface. * simulation de l'adsorption du carbone sur la surface Si(001) par calculs ab-initio. Une étude systématique de l'incorporation de un à six atomes de carbone en position substitutionnelle sur la surface Si(001) a été réalisée. Dans le but de comprendre le lien entre l'effet du carbone incorporé dans le réseau de silicium et la formation de la reconstruction c(4x4) observée expérimentalement, nous avons étudié la pénétration du carbone de la surface vers les couches subsurfaciques. Les calculs ont mis en évidence une incorporation du carbone en surface sous forme d'hétérodimères Si-C et en subsurface (quatrième couche) sous les rangées de dimères.
Author: Marielle Ladeveze
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Languages : fr
Pages : 348
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CETTE ETUDE MET EN EVIDENCE PLUSIEURS ASPECTS, JUSQU'A NOS JOURS NON EXPLORES, DE L'INFLUENCE DE LA DESORIENTATION DU SUBSTRAT SUR L'EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES SILICIUM. L'ORIENTATION UTILISEE CORRESPOND A UNE SURFACE DE SILICIUM (111) DESORIENTEE DE 10 AUTOUR DE LA DIRECTION 1-10 VERS LA DIRECTION -1-12. NOUS MONTRONS D'ABORD COMMENT UNE TELLE SURFACE EVOLUE PENDANT LA CROISSANCE DE SILICIUM. NOUS ANALYSONS ENSUITE L'INTERACTION DE L'ANTIMOINE (DOPANT DU SILICIUM) AVEC CETTE SURFACE. ENFIN, NOUS ETUDIONS LE DOPAGE DE SILICIUM PAR L'ANTIMOINE LORS D'UN CODEPOT SILICIUM-ANTIMOINE. LA SURFACE DE SILICIUM, INITIALEMENT ORGANISEE SUIVANT UN ARRANGEMENT REGULIER DE MARCHES DE HAUTEUR TRIATOMIQUE, DEVIENT RUGUEUSE PENDANT LA CROISSANCE. CETTE RUGOSITE PEUT S'EXPLIQUER PAR UNE FREQUENCE DE VIBRATION PLUS ELEVEE POUR LES ADATOMES DESCENDANT LES MARCHES. GRACE A DES EXPERIENCES DE THERMODESORPTION, MENEES PAR SPECTROSCOPIE D'ELECTRONS AUGER ET PAR SPECTROMETRIE DE MASSE, COUPLEES A DES CALCULS DE DYNAMIQUE MOLECULAIRE, NOUS METTONS EN EVIDENCE DES ETATS D'ADSORPTION DE L'ANTIMOINE DIFFERENTS SUR LES MARCHES ET SUR LES TERRASSES. ENFIN, NOUS MONTRONS QUE LA PRESENCE DE L'ANTIMOINE PENDANT LA CROISSANCE MODIFIE LA MORPHOLOGIE DE LA SURFACE DESORIENTEE. QUANT AU DOPAGE, LA DIFFERENCE D'INCORPORATION ENTRE UNE SURFACE NOMINALE ET UNE SURFACE DESORIENTEE QUE NOUS OBSERVONS PEUT S'INTERPRETER PAR LA PRISE EN COMPTE SIMULTANEE DES COMPORTEMENTS DE SEGREGATION ET DE DESORPTION DE L'ANTIMOINE A LA SURFACE DE SILICIUM EN PRESENCE DE MARCHES
Author: Sylvain Picaud
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CE TRAVAIL EST UNE ETUDE THEORIQUE DES PHENOMENES D'ADSORPTION/DESORPTION DE MOLECULES POLAIRES (NH#3, H#2O, CO) SUR DIFFERENTS SUBSTRATS DIELECTRIQUES (MGO(100) ET NACL(100) ET SEMICONDUCTEURS (SI(111)-(11)H). UN FORMALISME GENERAL D'ETUDE DES PROCESSUS DYNAMIQUES DE SURFACE EST PRESENTE, QUI CONSISTE A CONSTRUIRE PUIS A RESOUDRE LES EQUATIONS-PILOTES DECRIVANT L'EVOLUTION DE L'OPERATEUR MATRICE DENSITE DU SYSTEME ADSORBAT/SUBSTRAT. IL EST MONTRE COMMENT CE FORMALISME S'ADAPTE PARTICULIEREMENT BIEN AU CALCUL DU SPECTRE D'ABSORPTION INFRAROUGE DE L'ADSORBAT AINSI QU'A L'ETUDE DES DIFFERENTS CANAUX DE RELAXATION DE L'ENERGIE VIBRATIONNELLE DE L'ADSORBAT LORS D'UNE EXCITATION RESONNANTE PAR UN LASER INFRAROUGE. LE PROCESSUS DE DESORPTION APPARAIT ALORS COMME LE TRANSFERT SPECIFIQUE DE TOUT OU PARTIE DE L'ENERGIE SUR UN ETAT CONTINUUM DU MODE DE LIAISON MOLECULE/SUBSTRAT
Author: P. Gupta
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Languages : en
Pages : 9
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The adsorption of chlorosilane molecules on silicon surfaces plays an essential role in silicon epitaxial growth. The kinetics of SiCl4 adsorption are critical to understanding the SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl4 growth reaction. Dichlorosilanes are also gaining widespread acceptance for silicon and Si1-xGe alloy growth. Unfortunately, the adsorption and desorption kinetics for simple chlorosilane molecules such as SiCl4 and SiCl2H2 on silicon surfaces have not been explored. In this study, laser-induced thermal deposition (LITD) and temperature programmed desorption (TPD) techniques were used to probe the Si(111) 7x7 surface following the adsorption of SiCl41 and SiCl2H2.
Author: Chun Yan
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Pages : 312
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Author: Kim Ngoc Nguyen
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse porte sur une étude expérimentale et théorique de surfaces micro-structurées de silicium, obtenues par traitement dans un plasma SF6/02 à des températures cryogéniques. La texturation qui résulte de ce traitement confère à ces surfaces des propriétés remarquables. L'une d'entre elles est la capacité de piéger et absorber la lumière, qui se traduit par une couleur noire de ces surfaces, d'où l'appellation Black Silicon. Cette propriété qu'on retrouve dans la gamme spectrale du visible et du proche infra-rouge, présente un intérêt particulier pour la conversion d'énergie solaire, aussi bien par voie photovoltaïque que par voie photo-thermique. L'étude que nous avons menée a toutefois porté sur une gamme spectrale plus large, s'étendant jusqu'aux Térahertz. A cet effet, différentes techniques de caractérisation spectrales ont été mises en œuvre. L'analyse des résultats a été effectuée également au moyen de simulations électromagnétiques. Des corrélations ont été mises en évidence entre les propriétés optiques et les caractéristiques morphologiques des surfaces micro-structurées. L'analyse d'images prises au microscope électronique a permis d'esquisser une théorie pour tenter d'expliquer le mécanisme de formation des microstructures de Black Silicon. Enfin, un microcomposant a été réalisé en vue de mettre en œuvre le premier volet applicatif de ce travail. Il s'agit d'un dispositif de conversion photo-thermique qui incorpore des thermo-résistances en platine sur une surface de Black Silicon réalisée sur une membrane thermiquement isolée.
Author: Jean-Robert Roche
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CE TRAVAIL CONSISTE EN L'ETUDE PAR MICROSCOPIE A EFFET TUNNEL DE LA REACTIVITE CHIMIQUE DE PLUSIEURS SUBSTRATS DE SILICIUM. CES SUBSTRATS POSSEDENT CHACUN UNE DENSITE DE LIAISONS PENDANTES EN SURFACE DIFFERENTES. IL S'AGIT DES TROIS SUBSTRATS SUIVANTS: LE SILICIUM (111) RECONSTRUIT 7X7, LE SILICIUM B-SI(111) RECONSTRUIT 3X3, LE SILICIUM HYDROGENE QUI LUI N'EST PAS RECONSTRUIT EN SURFACE. LA REACTIVITE DE LA SURFACE EST ETUDIEE SOUS ULTRA-VIDE LORS DE SON EXPOSITION A UNE VAPEUR D'ORGANOMETALLIQUE, LE FERROCENE OU LE PENTACARBONYL DE FER QUI PEUVENT ETRE UTILISES COMME APPORT DE METAL LORS DE LA CROISSANCE DE SILICIURE. AINSI, OUTRE LE CARACTERE NUCLEOPHILE OU ELECTROPHILE DE LA SURFACE, LES SITES D'ADSORPTION SONT REGIS PAR DES EFFETS STERIQUES. LE PENTACARBONYL DE FER SE CHIMISORBE SUR UNE SEULE LIAISON PENDANTE EN CREANT UNE LIAISON FE-SI, IL REAGIT DONC AUSSI BIEN AVEC CELLES DE SI(111)7X7 QU'AVEC CELLES DE SI(111)3X3. LE FERROCENE QUANT A LUI SE LIE A DEUX LIAISONS PENDANTES SUR SI(111)7X7 EN CREANT DES LIAISONS SIC MAIS IL NE REAGIT PAS AVEC B-SI(111) CAR LES LIAISONS PENDANTES NE SONT PAS A DISTANCE ADEQUATE. LA QUALITE DES SILICIURES DE FER OBTENUS A PARTIR DE CES MOLECULES SUR SI(111)7X7 EST CONDITIONNE PAR LA CHIMISORPTION ; AINSI, POUR CEUX OBTENUS A PARTIR DE FERROCENE UNE GRANDE QUANTITE DE CARBONE SUBSISTE DANS LE FILM, ALORS QUE CEUX OBTENUS A PARTIR DE PENTACARBONYL DE FER SONT DE GRANDES QUALITES. LES AGREGATS DE SILICIURE ONT ETE IMAGES A L'ECHELLE ATOMIQUE ET CECI, DES LES PREMIERS STADES DE LA NUCLEATION PUIS DE LA CROISSANCE. DES RESULTATS PLUS APPLIQUES LORS DE CVD ASSISTEE PAR STM ONT EGALEMENT ETE OBTENUS. IL S'AGIT DE FAIRE REAGIR LOCALEMENT UN GAZ AVEC LA SURFACE GRACE AU STM. EN PARTANT DE SURFACES INERTES FACE A CE GAZ (B-SI OU SIH), DES LITHOGRAPHIES DE RESOLUTION 3 A 4 NM ONT AINSI ETE OBTENUES, SUR B-SI(111)3X3 A PARTIR DE FERROCENE, ET SUR H-SI A PARTIR DE PENTACARBONYL. LES MECANISMES UTILISES SONT L'ACTIVATION LOCALE DE LA SURFACE PAR DESORPTION STIMULEE DE L'HYDROGENE DANS UN CAS, ET LA MODIFICATION DE LA REACTIVITE DE LA MOLECULE PAR EFFET STARK SOUS LA POINTE DANS L'AUTRE
Author: Brian Douglas Thoms
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Languages : en
Pages : 462
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Author: Daniel Morel
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Languages : en
Pages : 160
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