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Identifiant IdRef : 226618196
Notice de type Rameau

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Informations

Langue d'expression : Anglais
Date de naissance :  2009
Note publique d''information : 
Le but de cette thèse a été de mieux comprendre les mécanismes de croissance de nanofils de silicium fait par le procédé Vapeur Liquide Solide et de contrôler la structure cristalline, la composition chimique et les propriétés électroniques grâce à la microscopie électronique en transmission. Un premier sujet a été le comportement du catalyseur d'or pendant la croissance. Nous avons démontré que pendant la croissance, l'or peut diffuser sur les flancs des nanofils. Cette diffusion peut être contrôlée par la pression du silane, la température et le diamètre du fil. Selon ces paramètres, la surface des nanofils est modifiée lorsque le silane est absorbé sur les flancs, ce qui empêche l'or de se diffuser. Dans un deuxième temps, une étude des propriétés cristallographiques des nanofils a été menées. Peu de défauts sont présents dans les fils catalysés par or. La densité des défauts (macles) peut augmenter considérablement en utilisant un catalyseur de Ni et les grains différents présents dans le cristal peuvent se superposer dans l'image TEM, ce qui peut être interprété comme phase hexagonale. Grâce à une tranche de fil, nous démontrons qu'il n'y a pas de phase hexagonale. Enfin, une étude des dopants actifs par holographie électronique a été réalisée. Nous montrons pour la première fois un contraste de dopants dans les nanofils de 60 nm de diamètre. La mesure des dopants d'une concentration de 10(18) at. cm(-3) par rapport au silicium intrinsèque est possible. La comparaison entre expériences et simulations du potentiel montre que la quantité de charge en surface est extrêmement importante et de l'ordre -1x10(12) e.c. (charge électronique) cm(-2), en accord avec des mesures du transport.

Note publique d''information : 
The goal ofthis thesis was to better understand and control nanowire growth by the Vapour Liquid Solid method, by means of structural, chemical and electronic characterization of nanowires using transmission electron microscopy. A first subject ofstudy was the behavior of the gold catalyst particle. We have shown that control can be obtained over gold diffusion ITom the catalyst particle over the nanowire sidewall, by changing the growth parameters silane pressure, temperature and nanowire size. The quantity of absorbed silane at the nanowire sidewall seems to be the important parameter, A second topic was the crystallographic properties of the wires. Using gold as the catalyst the crystalline quality was high. If other catalyst materials were used more !win defects were observed. Therefore the different grains can superpose in the TEM image/DP, which can be falsely interpreted as a wurtzite hexagonal crystal structure. Clear evidence shows !hat in the observed nanowires no hexagonal phase (with long range order) was present. A third theme was active dopant detection using off-axis electron holography. We show for the first time doping contrast in thin (60 nm) nanowires. Doping concentrations as low as 1018 at. cm') can be detected with respect to intrinsic silicon in nanowires as thin as 60 nm. Potential simulations have been performed to better understand the experimental results. Comparison of experiments and simulations shows that the amount of charge at the surface is extremely important for the potential distribution in the structure and is estimated around -1 x 1 0 l2 e.c. (electron charges) cm -2 , which is in excellent agreement with transport measurements.

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