Propriétés structurales, élastiques et optiques de semiconducteurs à grand gap : Les composés B-V, les alliages ZnxCd1-xSe et ZnSe1-xTex, le β-SiC
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The thesis has been the subject of an experimental and theoretical study on the large band gap semiconductors with a cubic structure. This work deals with a numerical study only on the B-V compounds and the ZnxCd1-xSe and ZnSe1-xTex alloys for which we employed the virtual crystal approximation provided with the ABINIT program. In the case of β-SiC, we made a comparative study between the numerical results obtained from ab-initio calculation using ABINIT or Wien2k within the Density Functional Theory framework with either Local Density Approximation or Generalized Gradient Approximation for the atomic potentials, and the experimental results obtained in the LPSM laboratory (Paris13, France). The experiments were carried out with the optical spectroscopy methods: Brillouin light scattering, Raman scattering and VIS-IR reflectometry. The physical properties studied are: the second and third order elastic constants, the phonons at the (Γ) point, the permittivity and photoelastic tensors in the VIS-IR range. The variation of the elastic constants is also numerically studied and the phase transformations are discussed in relation to the mechanical stability criteria.
Abstract FR:
Le travail de thèse a fait l’objet d’une étude expérimentale et théorique sur les propriétés structurales et physiques des semiconducteurs à grand gap de structure cubique. Ce travail porte sur une étude uniquement numérique sur les composés au bore B-V, les alliages ZnxCd1-xSe et ZnSe1-xTex qui utilise dans ce deuxième cas la méthode VCA (virtual crystal approximation) avec le code ABINIT. Dans le cas du β-SiC, nous avons fait une étude comparative entre les résultats numériques obtenus par calculs ab-initio avec ABINIT ou Wien2k, par la méthode DFT avec les approximations LDA ou GGA pour les potentiels atomiques, et les résultats expérimentaux majoritairement obtenus au laboratoire LSPM (Paris13, France) par des méthodes de spectroscopie optique : la diffusion de la lumière Brillouin, la diffusion Raman et la réflectométrie VIS-IR. Les propriétés physiques étudiées sont : le paramètre de maille, les constantes élastiques du second ordre (Cijkl), du troisième ordre (Cijklmn), les phonons en centre de zone (Γ), le tenseur de permittivité (εij) dans la gamme VIS-IR et le tenseur de photoélasticité (pijkl). L’évolution des constantes élastiques (Cijkl) en fonction de la pression est aussi déterminée numériquement et les transformations de phases sont discutées en relation avec les conditions de stabilité mécanique.