thesis

Croissance et études physiques des couches de Bi2Te2. 5Se0. 5 : optimisation des conditions de croissance

Defense date:

Jan. 1, 2009

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Institution:

Montpellier 2

Disciplines:

Materials science and engineering

Authors:

Directors:

Abstract EN:

This PhD work is dedicated to the optimization of the growth parameters of Bi2(Te1-ySey)3 thin films, which is a promising thermoelectric material. First, we give a general bibliographic overview about the different physical properties of the Bi2Te3 and Bi2Se3 components. Secondly, we establish a theoretical model for the thermal conductivity based on the Boltzmann equation and the relaxation time of the phonon in Bi2Te3. Finally, after presenting a thermodynamical approach describing the evaporation and condensation of the Bi2Te2. 5Se0. 5 component, several Bi2Te3-Bi2Se3 based thin films have been fabricated with different techniques; Closed-Space Vapor Tansport (CSVT) and Close Space Sublimation (CSS). The structural, morphological, and optical analysis permitted the fabrication and controlling the composition of the materials investigated. Furthermore, they allowed the investigation of the optimum conditions for the deposition of high crystalline quality thin films

Abstract FR:

Ce travail de thèse porte sur l'optimisation des paramètres de croissance des couches minces de matériau thermoélectrique Bi2(Te1-ySey)3. En premier lieu, une mise au point bibliographique sur les différentes propriétés physiques des composés Bi2Te3 et Bi2Se3 a été compilée. En deuxième lieu un modèle théorique de la conductivité thermique basé sur l'équation de Boltzmann et le temps de relaxation dans le cas du Bi2Te3 a été établi. Enfin, après la présentation d'une approche thermodynamique de l'évaporation et de la condensation du composé Bi2Te2. 5Se0. 5, des couches minces à base de Bi2Te3-Bi2Se3 ont été fabriquées par différentes techniques de dépôt ; Dépôt chimique en phase vapeur à courte distance (CSVT) et Dépôt par sublimation à courte distance (CSS). Les analyses structurales, morphologiques et optiques ont permis de maîtriser la fabrication et la composition de ces matériaux et d'investir les conditions optimales pour des dépôts de bonne qualité