Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Béjaia - Abderrahmane Mira
Affiliation
Département de Physique
Auteur
Karim, Rezouli
Directeur de thèse
Mohamed Akli, Belkhir (Professeur)
Filière
Physique
Diplôme
Doctorat
Titre
Effets de confinement et de surface dans les nanostructures unidimensionnelles de nitrure de gallium et d’aluminium.
Mots clés
Nanostructures unidimensionnelles:Nitrure de gallium, aluminium
Résumé
Cette thèse se veut une étude approfondie d’une large gamme de propriétés physiques des nanofils et nanotubes. Le but est de développer une compréhension de la relation entre les propriétés physiques mesurables de ces nanostructures et leurs structures atomiques. Nous avons, dans un premier temps, étudié la structure et les propriétés électroniques des impuretés de zinc (Zn) et d’oxygène (O) en substitution dans un modèle de nanotubes de GaN monoparois (GaN SWNTs) au moyen de la théorie de la fonctionnelle de la densité dans le cadre de l’approximation du gradient conjugué. Notre investigation a conduit à plusieurs résultats intéressants. L’oxygène en site d’azote (ON) forme un donneur peu profond dans GaN SWNT comme dans la phase wurtzite massive de GaN. L’énergie d’ionisation profonde associée à ce défaut fait de lui un dopant de type-n souhaitable pour des applications à hautes températures. Le zinc s’avère être un accepteur relativement peu profond en site de gallium (ZnGa) et un piège pour les porteurs de charge en site d’azote (ZnN). Le choix du site dépend fortement de la stoechiométrie de GaN SWNT. L’énergie d’ionisation de ZnGa est relativement faible, ainsi il serait un dopant type-p efficace dans GaN nanotubes à la différence des polytypes de GaN massif. Nous avons ensuite abordé le problème de la structure électronique et de la partie imaginaire des fonctions diélectriques des nanotubes d’AlN. Nous étions intéressés par la quantification des effets de confinement et de surface sur ces quantités physiques. Nous avons trouvé que les atomes de surfaces attribuent leurs états électroniques au voisinage des bords de bande interdite comme états de défauts. Le spectre d’absorption d’un nanotube d’AlN dépend du rapport surface-volume. A mesure que le nombre d’atomes en surface par rapport à celui d’atomes en volume diminue, le spectre d’absorption du nanotube acquiert progressivement les caractéristiques du massif. En outre, l’effet du champ piézoélectrique sur les propriétés optiques des nanotubes d’AlN est testé. Nous avons constaté que les pics d’absorption des nanotubes montrent des décalages aussi bien vers les faibles énergies que vers les énergies plus élevées selon la fréquence. Finalement, nous avons calculé la dépendance en diamètre de la structure, des propriétés électroniques et optiques des nanofils d’AlN. Nous avons trouvé que le spectre de la fonction diélectrique du nanofils d’AlN dépend amplement du rapport des atomes de surface aux atomes de volume. Par ailleurs, l’effet du champ piézoélectrique sur les propriétés optiques des nanofils d’AlN a été testé. En plus du décalage dans le bleu, comme c’est habituel dans l’AlN massif, nous avons aussi observé des décalages dans le rouge dus aux effets de confinement et de surface.
Date de soutenance
09 mai 2010
Cote
530D/61
Pagination
100 f.
Illusatration
tabl.graph.
Format
30 cm
Notes
Bibliogr.f.100
Statut
Soutenue