Spectroscopies X et diffraction anomale de boîtes quantiques GaN et d'hétéro-structure III-N : inter-diffusion et ordre à courte distance - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2013

X-rays spectroscopies and anomalous diffraction of GaN quantum dots and III-N hetero-structures : inter-diffusion and short range order

Spectroscopies X et diffraction anomale de boîtes quantiques GaN et d'hétéro-structure III-N : inter-diffusion et ordre à courte distance

Abstract

The work presented in this manuscript deals with the structural investigation of III-nitrides semiconductor heterostructures with one of the most powerful tools of materials science: the synchrotron radiation. We used high resolution reciprocal space mapping, multi-wavelenght anomalous diffraction, x-rays absorption spectroscopy and diffraction anomalous fine structure to characterize the structure at the atomic scale of complex nano-structured systems. First, we show that GaN nanowires on Si(111) are N-polar and we suggest a nucleation mecanism. Then, we highlight a strain assited inter-diffusion phenomenon in the GaN / AlN quantum dots annealed at high temperature. Finally, we observe the presence of short-range order in InGaN / GaN core-shell nanowires. This atomic organization could be induced by the presence of stress and we have begun a study of the anisotropic ordering to explore this hypothesis.
Le travail illustré par ce manuscrit de thèse présente l'étude structurale d'hétéro-structures semi-conductrices à base de nitrures d'éléments III avec l'un des outils les plus puissants de la recherche scientifique: le rayonnement synchrotron. La cartographie haute résolution de l'espace réciproque, la diffraction anomale multi-longueur d'onde, la spectroscopie d'absorption X et la spectroscopie en condition de diffraction nous ont permis de caractériser la structure à l'échelle atomique de différentes régions d'un même système. Dans un premier temps, nous montrons que les nanofils GaN sur Si(111) ont une polarité N et proposons un mécanisme de nucléation. Dans un second temps, nous mettons en évidence un phénomène d'inter-diffusion stimulée par la contrainte dans les boîtes quantiques GaN / AlN recuites à haute température. Enfin, nous observons la présence d'un ordre local à courte distance dans les nanofils coeur-coquille InGaN / GaN. Cette organisation atomique pourrait être induite par la présence de contrainte, nous avons initié une étude de l'anisotropie de l'ordre à courte distance pour explorer cette hypothèse.
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tel-01072456 , version 1 (08-10-2014)

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  • HAL Id : tel-01072456 , version 1

Cite

Cédric Leclere. Spectroscopies X et diffraction anomale de boîtes quantiques GaN et d'hétéro-structure III-N : inter-diffusion et ordre à courte distance. Matériaux. Université de Grenoble, 2013. Français. ⟨NNT : 2013GRENI092⟩. ⟨tel-01072456⟩
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