Academic literature on the topic 'Stabilité du silicium dans l'olivine'

Les expériences conduisent aux résultats suivants: le domaine de stabilité de l'olivine naturelle est beaucoup plus restreint que ceux prévus par les calculs thermodynamiques; les limites de stabilité de l'olivine a une température donnée sont fonction des écarts a la stœchiométrie; la diffusivité du silicium dans l'olivine est très lente; le silicium est l'élément diffusant le plus lent et contrôle la vitesse de montée des dislocations et de la déformation plastique de l'olivine à haute température

Ce travail est consacré à l'étude du comportement de l'hydrogène dans le silicium amorphe hydrogène préparé par évaporation, sous un flux d'hydrogène atomique, et sur un substrat maintenu à basse température. La structure des liaisons des atomes d'hydrogène est étudiée par spectroscopie infrarouge. L'approfondissement de l'étude a nécessité l'élaboration de multicouches de silicium avec une composition modulée en hydrogène. La diffraction des rayons X par ces systèmes met en évidence la diminution de la densité atomique du silicium dans les couches hydrogénées. La diffraction des neutrons permet de localiser l'hydrogène et d'étudier sa diffusion sur des distances courtes de l'ordre de quelques angströms. La diffusion sur des distances plus importantes est étudiée par des expériences d'exodiffusion. Finalement, une étude de l'alliage magnétique amorphe terbium-fer hydrogéné montre la possibilité d'élargir le domaine d'application de cette méthode d'hydrogénation à d'autres matériaux amorphes

Ce mémoire est consacré à l'étude des liaisons Si-H dans le silicium amorphe hydrogéné et le silicium poreux à l'aide de la spectrométrie de désorption thermique (TDS) et de la spectrométrie d'absorption infrarouge. Le silicium amorphe est préparé par évaporation réactive en présence d'un plasma ECR d'hydrogène. Pour des températures de substrat Ts inferieures à 120°C, les couches amorphes sont poreuses et incorporent une quantité importante d'oxygène. La structure de ces couches devient plus dense à mesure que la température de substrat augmente: pour Ts égal à 360°C, la contamination par l'oxygène est éliminée et l'hydrogène est lié aux atomes de Si dans les seuls groupesSiH. Un phénomène de densification apparaît également dans des couches préparées en présence d'ions deutérium accélérés par une DDP de 235V. Le silicium poreux est préparé par trempage chimique dans une solution de type NaNO2/HF. L'analyse TDS de ce matériau montre que la désorption de SiH3 et SiF3, avant celle de H2, permet d'expliquer pourquoi la photoluminescence se dégrade aux faibles températures de recuit. Une étude du vieillissement à l'air de ces couches montre une augmentation de l'intensité du signal de photoluminescence en raison d'une meilleure passivation des liaisons pendantes en surface par O2 et H2O.

Ce document est conçu comme une vue d'ensemble de mes travaux de recherche sur la stabilité et la cinétique des défauts ponctuels dans le dioxyde de silicium et le carbure de silicium, deux matériaux d'intérêt pour le nucléaire ainsi que dans de nombreux autres domaines. Le chapitre préliminaire (page ix) est essentiellement un résumé détaillé, en français, des chapitres 1,2,3,4, suivi d'un projet à quatre ans qui fait office de conclusions. La partie centrale du document, en anglais, est constituée de quatre chapitres, dont le premier (1) décrit le contexte, introduit l'approche utilisée et explique le choix des matériaux. Le chapitre suivant (2) discute les approximation et les aspects spécifiques de l'application de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) aux défauts ponctuels dans les matériaux non-métalliques, en particulier en ce qui concerne l'étude de leur stabilité et cinétique. Le chapitre 3 est dédié aux défauts intrinsèques dans le dioxyde de silicium et la compréhension de l'autodiffusion dans le quartz et la silice. Les succès et les échecs de la DFT dans ses approximations semi-locales y sont discutés en liaison avec l'interprétation de quelques résultats expérimentaux importants. Le chapitre 4 résume et discute les travaux sur les défauts intrinsèques et les impuretés de palladium dans le carbure de silicium. L'accent est mis sur la cinétique de ces défauts, ce qui permet de discuter le recuit de certains défauts de stoechiométrie, des paires de Frenkel, des lacunes de silicium, ainsi que la diffusion du palladium. Un chapitre de conclusion résume les résultats pricipaux et suggère des développements et nouveaux sujets à aborder. Les appendices contiennent une compilation de données pour les défauts dans le carbure de silicium (A.1), un curriculum vitæ (B, en français) et un choix d'articles (C).

Le premier chapitre rappelle les generalites concernant le silicium amorphe, les transistors couches minces et leurs applications. Le chapitre 2 expose le principe et la theorie des mesures par courants thermostimules ainsi que le dispositif experimental necessaire pour realiser les mesures. Le chapitre 3 concerne les principales informations sur les etats localises du a-si:h obtenus apres mesures; en particulier les etats de queue de bandes de conduction et les etats associes aux liaisons pendantes. Dans le dernier chapitre, on s'interesse a la stabilite des transistors couches minces

Les 3 diagrammes de phases des systèmes binaires Ruthénium-Silicium, Ruthénium-Germanium et Ruthénium-Etain ont été révisés grâce aux techniques d'analyse thermique différentielle, de diffraction des rayons X et de dosage par microsonde. La plupart des composés intermédiaires évoqués par la littérature ont été confirmés et leurs structures ont été affinées par la méthode de Rietveld. Dans le système Ruthénium-Silicium, cinq des six phases répertoriées ont été clairement mises en évidence : Ru2Si, Ru4Si3, RuSi (type CsCl et FeSi) et Ru2Si3 (ces trois dernières présentant des températures de décomposition supérieures à 1720°C). Lors de l'étude du système Ruthénium-Germanium, toutes les transformations invariantes trouvées sont de type eutectique. L'existence et la structure cristalline des deux germaniures à fusion congruente ont été confirmées : Ru2Ge3, orthorhombique, Tf=1551 (± 5)°C et RuGe cubique, Tf=1505 (± 5)°C. Une modélisation numérique de ce système a été effectuée grâce au logiciel NancyUn. Deux composés ont été mis en évidence lors de notre investigation du système binaire Ruthénium-Etain : la phase Ru2Sn3 (tétragonale) présentant une décomposition péritectique à une température de 1266 (± 4)°C et Ru3Sn7, un composé à fusion congruente (Tf=1257 (± 2)°C, de structure cubique. Les enthalpies de formation des composés Ru4Si3, RuSi, Ru2Si3, RuGe, Ru2Ge3, Ru2Sn3 et Ru3Sn7 ont été mesurées par calorimétrie de réaction directe à haute température et les capacités thermiques molaires de six parmi ces derniers ont été mesurées par calorimétrie différentielle à balayage (DSC) entre la température ambiante et 800°C. Les limites de stabilité sous air et oxygène de la plupart des composés binaires ont été estimées par DSC, ATD/TG et XRD. L'absence à 900°C de composés strictement ternaires a été mise en évidence lors de l'étude des relations entre phases solides dans les systèmes Ru-Si-Ge, Ru-Si-Sn et Ru-Ge-Sn et les extensions des composés binaires dans les champs ternaires ont été précisées.