Dissertations / Theses on the topic 'Liquid phase epitaxy'
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Gutmann, Roland. "Liquid phase epitaxy of para- and ferroelectric KTa₁-xNbxO₃ /." Zürich, 1993. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=10095.
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Cheng, Yee Siau. "Development of (Re)BaCuO coated conductors by liquid phase epitaxy." Thesis, University of Cambridge, 2002. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/104787.
Full textAbstract:
Since the discovery of high-temperature superconductors, there has been a worldwide effort towards the development of processes for fabricating coated conductors for power applications. Most of these processes are based on vapour phase deposition techniques that have relatively low growth rates. A high-rate processing route was proposed based on the observation of high growth rate of (RE)Ba2Cu3O7- δ superconducting compounds (RE = rareearth element) from a flux supersaturated with one or more RE elements by liquid phase epitaxy (LPE). LPE has been successfully used to grow YBCO thick films with both c- and a,b-orientations on (110) NdGaO3 substrates and pure c-oriented films on YBCO seeded (100) MgO and (100) SrTiO3 under carefully controlled growth temperature and undercooling. The film growth mode (c- or a,b-oriented) is determined by the growth rate, which is directly related to the level of RE supersaturation that could be controlled by the undercooling used along with the amount of total RE solubility in the solution. The LPE grown films were highly epitaxial and biaxially aligned with good in-plane and out-of-plane textures. YBCO thick films grown on NdGaO3 by LPE showed high Tc of ~92 K and zero-field Jc at 77 K of 2.5x105 A/cm2. The initial growth of YBCO was found to be a multi-nucleation process. However, above a critical film thickness, dislocations started to form as a lattice-misfit stress relieving mechanism that led to step formation and spiral growth around dislocation cores. The growth kinetics from an unstirred solution was found to obey a
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Romanyuk, Yaroslav. "Liquid-phase epitaxy of doped KY(WO₄)₂ layers for waveguide lasers /." Lausanne, 2005. http://library.epfl.ch/theses/?nr=3390.
Full textAbstract:
Thèse sciences, EPF Lausanne, no 3390 (2005), Faculté Sciences et techniques de l'ingénieur STI, Section de microtechnique (Institut d'imagerie et optique appliquée). Directeur: R.P. Salathé ; rapporteurs: B. Deveaud-Plédran ... et al.
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Kim-Hak, Olivier. "Étude de la nucléation du SiC cubique sur substrats de SiC hexagonaux à partir d’une phase liquide Si-Ge." Thesis, Lyon 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LYO10140.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail était de comprendre les mécanismes menant à la formation de SiC-3C sur substrats de SiC hexagonaux lors de la croissance par mécanisme Vapeur-Liquide-Solide (VLS) à partir d'une phase liquide Si-Ge. Notre étude s'est concentrée sur les premiers instants de l'interaction liquide/SiC, c'est-a-dire sans ajout de phase gazeuse réactive (propane). Nous avons montré qu'il se formait très rapidement des îlots de SiC-3C à la surface des germes. L'étude en fonction de divers paramètres (température et durée de plateau, vitesse de chauffage, nature du germe) a permis de mettre en évidence l'influence prononcée du creuset en graphite dans lequel est confinée la réaction. Les observations expérimentales associées à des calculs thermodynamiques ont permis de montrer que l'étape prépondérante, pour la formation du 3C, est sans doute la réaction transitoire entre un liquide très riche en germanium et le germe de SiC. Des considérations d'ordre cinétiques sont cependant à prendre en compte pour expliquer le caractère hors équilibre de la réactionThe aim of this work was to understand the mechanisms that lead to the 3C-SiC formation on hexagonal SiC substrates during the Vapor-Liquid-Solid (VLS) growth from a Si-Ge liquid phase. Our study focused on the early stages of the liquid/SiC interaction, i.e. without reactive gaseous phase (propane) addition. We have shown that 3C-SiC islands were very rapidly formed upon seeds surface. The study of several parameters (such as temperature and duration of the plateau, heating rate, nature of the seed) evidenced the huge influence of the graphite crucible that contains the reaction. Experimental observations combined with thermodynamic calculations show that the most important step for the 3C formation, is the transient reaction between a germanium very rich liquid and the SiC seed. Kinetic effects have to be taken into account to explain the out-of-equilibrium nature of the reaction
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Kutter, Michael [Verfasser], and Christian [Akademischer Betreuer] Rohde. "A two scale model for liquid phase epitaxy with elasticity / Michael Kutter. Betreuer: Christian Rohde." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2015. http://d-nb.info/1068810882/34.
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Jossen, David. "Flux growth of ZnO microcrystals and growth of doped homoepitaxial ZnO films by liquid phase epitaxy /." Sendai, 2008. http://doc.rero.ch/record/10798?ln=fr.
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Zhou, Wencai [Verfasser], and C. [Akademischer Betreuer] Wöll. "Thin Films of Porphyrin-Based Metal-Organic Frameworks Grown by Liquid-Phase Epitaxy / Wencai Zhou. Betreuer: C. Wöll." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2016. http://d-nb.info/1110969651/34.
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Son, Ji-Won. "Direct-write e-beam sub-micron domain engineering in lithium niobate thin films grown by liquid phase epitaxy /." May be available electronically:, 2004. http://proquest.umi.com/login?COPT=REJTPTU1MTUmSU5UPTAmVkVSPTI=&clientId=12498.
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Jaud, Alexandre. "Croissance homo-épitaxiale VLS et étude du dopage au magnésium de GaN pour la protection périphérique de composants de puissance." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1181/document.
Full textAbstract:
Dans le contexte de la protection périphérique des composants de puissance en GaN, nous avons exploré une voie originale pour réaliser l'homo-épitaxie localisée de GaN de type p, reposant sur une approche Vapeur-Liquide-Solide (VLS). Le cycle de croissance comprend 3 étapes successives. Dans un premier temps, du Ga est déposé par MOCVD, formant un réseau de gouttelettes de diamètres submicrométriques. Puis, du Mg est incorporé aux gouttelettes à partir de la phase gazeuse, en utilisant le précurseur (MeCP)2Mg. Enfin, les gouttelettes de Ga-Mg sont nitrurées à 500-700°C sous un flux de NH3 dilué dans un gaz porteur. À l'issue d'un cycle complet de croissance, on obtient systématiquement un réseau de plots et/ou d'anneaux de GaN, bien séparés. L'augmentation de la teneur en Mg dans les gouttes favorise un mécanisme de croissance purement VLS, à l'interface Liq/Sol (formation de plots), plutôt qu'une croissance le long de la ligne triple (formation d'anneaux). Ces structures de GaN présentent un caractère homo-épitaxial, mais une plus forte défectuosité que leur germe. En utilisant une approche multi-cycles, nous avons pu élaborer des films de GaN:Mg présentant des concentrations en Mg très élevées, contrôlables entre 3.1019 cm-3 et 8.1021 cm-3. Cependant, de fortes concentrations en impuretés C, H et O ont également été détectées dans ces films. Diverses voies ont été explorées, sans succès, pour tenter de réduire la contamination en O, d'un niveau rédhibitoire pour l'obtention d'un dopage de type p. En pratique, les films de GaN:Mg obtenus apparaissent très conducteurs de type n, pour des dopages au Mg modérés, et semi-isolants aux plus forts dopages. Différents matériaux de masques ont été testés en vue de localiser la croissanceFor peripheral protection of GaN power electronics devices, we have explored a new approach for performing localized homo-epitaxy of p-doped GaN, by implementing Vapor-Liquid-Solid (VLS) transport. The growth cycle includes three successive steps. At first, Ga is deposited onto the seed surface by MOCVD from TEG, resulting in an array of Ga droplets with submicrometric diameters. Then, Mg is incorporated into the droplets from the gas phase, using (MeCP)2Mg precursor. In the last step, Ga-Mg droplets are nitridated at 500-700°C in flowing ammonia diluted in a carrier gas.After one complete growth cycle, a network of well separated submicrometric GaN dots or ring-shaped features is systematically obtained. Increasing the Mg incorporation into the droplets drastically influences the growth mode, promoting a pure VLS growth mechanism, at the Liquid/Solid interface, versus growth at the triple line. Such GaN structures show a homo-epitaxial relationship with the seed, but a higher crystalline imperfection. Using a multi-cycles approach, GaN films could be obtained, with very high Mg concentrations tunable from 3.1019 to 8.1021 cm-3. Nevertheless, O, C and H impurities are also incorporated at high levels. Various approaches have been vainly investigated to try reducing O contamination level, prohibitive for obtaining p-type material. Actually, as-grown GaN:Mg films are n-type and highly conductive, for moderate Mg concentrations, and become semi-insulating at highest doping levels. Various masking materials have been tested for growth localization purpose
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Greenlee, Jordan Douglas. "Study of cation-dominated ionic-electronic materials and devices." Diss., Georgia Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1853/53401.
Full textAbstract:
The memristor is a two-terminal semiconductor device that is able to mimic the conductance response of synapses and can be utilized in next-generation computing platforms that will compute similarly to the mammalian brain. The initial memristor implementation is operated by the digital formation and dissolution of a highly conductive filament. However, an analog memristor is necessary to mimic analog synapses in the mammalian brain. To understand the mechanisms of operation and impact of different device designs, analog memristors were fabricated, modeled, and characterized. To realize analog memristors, lithiated transition metal oxides were grown by molecular beam epitaxy, RF sputtering, and liquid phase electro-epitaxy. Analog memristors were modeled using a finite element model simulation and characterized with X-ray absorption spectroscopy, impedance spectroscopy, and other electrical methods. It was shown that lithium movement facilitates analog memristance and nanoscopic ionic-electronic memristors with ion-soluble electrodes can be key enabling devices for brain-inspired computing.
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Choi, Suk. "Growth and characterization of III-nitride materials for high efficiency optoelectronic devices by metalorganic chemical vapor deposition." Diss., Georgia Institute of Technology, 2012. http://hdl.handle.net/1853/45823.
Full textAbstract:
Efficiency droop is a critical issue for the Group III-nitride based light-emitting diodes (LEDs) to be competitive in the general lighting application. Carrier spill-over have been suggested as an origin of the efficiency droop, and an InAlN electron-blocking layer (EBL) is suggested as a replacement of the conventional AlGaN EBL for improved performance of LED. Optimum growth condition of InAlN layer was developed, and high quality InAlN layer was grown by using metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). A LED structure employing an InAlN EBL was grown and its efficiency droop performance was compared with a LED with an AlGaN EBL. Characterization results suggested that the InAlN EBL delivers more effective electron blocking over AlGaN EBL. Hole-injection performance of the InAlN EBL was examined by growing and testing a series of LEDs with different InAlN EBL thickness. Analysis results by using extended quantum efficiency model shows that further improvement in the performance of LED requires better hole-injection performance of the InAlN EBL. Advanced EBL structures such as strain-engineered InAlN EBL and compositionally-graded InAlN EBLs for the delivery of higher hole-injection efficiency were also grown and tested.
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Fourreau, Yohan. "Study of the structural properties and defects in CdxHg1-xTe / Cd1-yZnyTe system and investigation of technological improvements for Infrared detection at high temperature." Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2016. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2016PA066761.pdf.
Full textAbstract:
La problématique de qualité des images des composants matriciels IR refroidis, à base de matériaux II-VI, fait partie des enjeux critiques pour SOFRADIR. Positionnées dans un contexte très concurrentiel, cette problématique est exacerbée à hautes températures (HOT). Elle concerne en particulier les filières CdHgTe, confrontées à des instabilités en bruit de certains pixels, dits "clignotants", difficilement corrigibles. Des études internes à SOFRADIR montrent un fort degré de corrélation entre ce bruit spécifique et la défectivité (densité de dislocations) de la couche d’absorption CdHgTe. L’amélioration des performances en bruit des imageurs IR à base de matériaux II-VI passe donc par l’amélioration de la défectivité de l’alliage CdHgTe. C’est l’objet de ces travaux de thèse. Plus spécifiquement, ces travaux ont eu pour principal objectif la réduction de la densité de dislocations des couches CdHgTe(111)B élaborées par Epitaxie en Phase Liquide (EPL) sur substrats CdZnTe, dits à "accord de maille". Précisément, ces études ciblent la réduction de la défectivité inhérente au désaccord paramétrique. Ces travaux montrent que la qualité cristalline des épitaxies CdHgTe se situe à l’état de l’art mondial lorsque les croissances s’effectuent à accord paramétrique. La dégradation de la qualité cristalline des croissances est corrélée avec l’augmentation du désaccord paramétrique, au demeurant très faible dans ce système (0,1% maximum). Plusieurs solutions ont été mises en œuvre dans ces travaux pour limiter la formation de dislocations dans l’épitaxie CdHgTe. Notamment, une méthode originale d’épitaxie du CdHgTe a été développée pour permettre la croissance de couches buffers épaisses entre le substrat et l’épitaxie. L’efficacité de cette méthode a été évaluée par des caractérisations physico-chimiques approfondies des couches buffers et des épitaxies HgCdTe EPL reprises sur ces mêmes buffers. Les performances électro-optiques de composants intégrant ces empilements ont également été évaluées. D’autres stratégies technologiques ont été étudiées afin d’améliorer la défectivité des alliages CdHgTe. L’étude de substrats quaternaires CdZnTeSe à paramètre de maille constant a ainsi été adressée. La qualité cristalline de ces substrats et des épitaxies CdHgTe réalisées est proche de l’état de l’art. Ces conclusions préliminaires ouvrent des perspectives de grand intérêt technologiqueQuality and stability issues of the images of the matrix components IR cooled with materials II-VI, in particular at high temperature with functioning is critical stakes for Sofradir in a very competitive context. In particular, CdHgTe FPAs are confronted with instabilities in noises of certain pixels, said "blinkers", dominated by a noise type RTS's low frequency (Random Telegraph Signal) difficult to correct. Works show that this specific noise is partially connected to the density of dislocations of the absorption layer, CdHgTe. The improvement of the performances in noise of imagers thus passes by the reduction of the density of dislocations of the alloy CdHgTe.More specifically, these works had for objectives the reduction of the density of dislocations stemming from the plastic relaxation of all or part of the constraints related to the lattice mismatch between the liquid-phase epitaxy (EPL) CdHgTe ( 111 ) B and its CdZnTe substrate.It is shown in these works that the crystalline quality of CdHgTe is situated in the world state of the art when the growths are made in lattice-match conditions (EPD from 9.103 to 5.104 cm-2). The degradation of the crystalline quality of epitaxy is then correlated to the increase of the lattice mismatch substrate-epitaxy, which remains very low (0,1 %). From then on, several solutions, partially stemming from the literature of the systems CdHgTe on If, GaAs or Ge, in strong lattice mismatch (> 13 %), were implemented in these works to limit the formation of misfit dislocations within the CdHgTe layer. In particular, A specific method based on CdHgTe epitaxy was developed to reduce lattice mismatch between the CdZnTe substrate and the CdHgTe epitaxy. The efficiency of this method is estimated since the structural characterization CdHgTe layers, up to the analysis of the electro-optical performances of FPA components.Finally, the problem of the lattice mismatch is approached on a wider frame, in particular via the study of other II-VI-based alloys allowing the realization of lattice-match substrates for CdHgTe. The crystalline quality of these substrates and the realized CdHgTe layers is close to the state of the art. These preliminary conclusions open perspectives of big interest
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Bolaños, Rodríguez Western. "Development and characterization of waveguide lasers on monoclinic potassium double tungstates." Doctoral thesis, Universitat Rovira i Virgili, 2011. http://hdl.handle.net/10803/34772.
Full textAbstract:
La realización de esta tesis doctoral permitió confirmar la combinación exitosa de la configuración de láseres guiados y las propiedades espectroscópicas de los dobles tungstatos de potasio y tierra rara para ser usados en la fabricación de dispositivos de óptica integrada.
Mediante crecimiento epitaxial en fase líquida (LPE) de capas monocristalinas de KY1-x-yGdxLuy(WO4)2 activadas con Er3+ y Tm3+ se fabricaron guías de onda planas. Usando la composición KY0.58Gd0.22Lu0.17Tm0.03(WO4)2 se demostró por primera vez un láser guiado en los regímenes continuo y pulsado (Q-switch) con emisión a 1.84 m.
Combinando técnicas de fotolitografía UV, Ar-ion milling y LPE, se fabricaron guías de onda acanaladas de dos tipos: superficiales y soterradas. Mediante esta novedosa combinación, se demostró por primera vez un láser guiado de Tm3+ con emisión a 1.84 m sin la necesidad de añadir espejos a la guía acanalada soterrada.The successful combination of the advantages of the waveguide laser geometry and the spectroscopic properties of monoclinic double tungstates was confirmed in this work by the realization of planar and channel waveguide lasers activated with Tm3+. Planar waveguides activated with Er3+ and Tm3+ were fabricated by Liquid Phase Epitaxial growth (LPE) of KY1-x-yGdxLuy(WO4)2 single crystalline layers over KY (WO4)2 substrates. CW and Q-switch laser operation at 1.84 m were, for the first time, demonstrated using the lattice matched composition KY0.58Gd0.22Lu0.17Tm0.03(WO4)2 . Surface channel waveguides were fabricated by structuring the surface of the Er3+ and Tm3+-doped planar waveguides by means of standard UV-photolithography and Ar-ion milling. Buried channel waveguides were fabricated by a novel combination of LPE of the activated layers after structuring of the surface of the KY (WO4)2 substrates by Ar-ion milling. Mirrorles waveguide laser in CW regime was demonstrated using these buried channel waveguides.
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Bansen, Roman. "Solution growth of polycrystalline silicon on glass using tin and indium as solvents." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2016. http://dx.doi.org/10.18452/17557.
Full textAbstract:
Mit der vorliegenden Arbeit wird das Wachstum von polykristallinem Silicium auf Glas bei niedrigen Temperaturen aus metallischen Lösungen in einem Zweistufenprozess untersucht. Im ersten Prozessschritt werden nanokristalline Siliziumschichten (nc-Si) hergestellt, entweder durch die direkte Abscheidung auf geheizten Substraten oder durch als ''Amorphous-Liquid-Crystalline''(ALC)-Umwandlung bezeichnete metall-induzierte Kristallisation. Im zweiten Prozessschritt dienen die Saatschichten als Vorlage für das Wachstum von deutlich größeren Kristalliten durch stationäre Lösungszüchtung. Die ALC-Prozessdauer konnte durch umfassende Parameterstudien signifikant reduziert werden. Die Charakterisierung der durch direkte Abscheidung auf geheizten Substraten entstehenden nc-Si Saatschichten offenbarte, dass es sich dabei um individuelle Saatkörner handelt, die in eine quasi-amorphe Matrix eingebettet sind. Die Oxidation der Saatschichten vor dem zweiten Prozessschritt wurde als ein wesentliches Hindernis für das Wachstum identifiziert. Als erfolgreichste Lösung zur Überwindung dieses Problems hat sich ein anfänglicher Rücklöseschritt erwiesen. Da diese Methode jedoch schwierig zu kontrollieren ist, wurde ein UV-Laser-System entwickelt und installiert. Erste Resultate zeigen epitaktisches Wachstum an den Stellen, an denen das Oxid entfernt wurde. Bei der Lösungszüchtung auf ALC-Schichten beginnt das Wachstum an einigen größeren Saatkristallen, von wo aus umliegende Gebiete lateral überwachsen werden. Obwohl Kristallitgrößen bis zu 50 Mikrometern erreicht wurden, war es noch nicht möglich, geschlossene Schichten zu erzielen. Durch Lösungszüchtung auf nc-Si Saatschichten hingegen konnte dieses Ziel erreicht werden. Geschlossene, polykristalline Si-Schichten wurden erzeugt, auf denen alle Si-Kristallite miteinander verbunden sind. Neben den Wachstumsexperimenten wurden 3D-Simulationen durchgeführt, in denen u.a. unterschiedliche Heizerkonfigurationen simuliert wurden.The subject of this thesis is the investigation of the growth of polycrystalline silicon on glass at low temperatures from metallic solutions in a two-step growth process. In the first process step, nanocrystalline Si (nc-Si) films are formed either by direct deposition on heated substrates, or by a metal-induced crystallization process, referred to as amorphous-liquid-crystalline (ALC) transition. In the second process step, these seed layers serve as templates for the growth of significantly larger Si crystallites by means of steady-state solution growth. Extensive parameter studies for the ALC process helped to bring down the process duration significantly. Characterization of the nc-Si seed layers, formed by direct deposition on heated substrates, showed that the layer is composed of individual seeds, embedded in a quasi-amorphous matrix. The oxidation of the seed layers prior to the second process step was found to be a major obstacle. The most successful solution has been an initial melt-back step. As the process is hard to control, though, a UV laser system has been developed and installed. First promising results show unobstructed epitaxial growth where the oxide has been removed. Steady-state solution growth on ALC seed layers was found to start from a few larger seed crystals, and then cover the surrounding areas by lateral overgrowth. Although crystallites with sizes of up to 50 micrometers were obtained, it was not yet possible to achieve full surface coverage with a continuous layer. By solution growth on nc-Si seed layers, however, it was eventually possible to achieve this goal. Continuous, polycrystalline Si layers were grown, on which all Si crystallites are interlocked. The growth experiments were accompanied by 3D simulations, in which e.g. different heater configurations have been simulated.
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Riva, Federica. "Développement des nouveaux scintillateurs en couche mince pour l’imagerie par rayons-X à haute résolution." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSE1195/document.
Full textAbstract:
Les détecteurs de rayon-X utilisés pour l'imagerie à haute résolution (micromètrique ou submicronique) utilisés aux synchrotrons sont pour la plupart basés sur un système de détection indirecte. Les rayons X ne sont pas directement convertis en signal électrique. Ils sont absorbés par un scintillateur qui est un matériau émettant de la lumière à la suite de l'absorption d'un rayonnement ionisant. L'image émise sous forme de lumière visible est ensuite projetée par des optiques de microscopie sur une camera 2D de type CCD ou CMOS. De nos jours, il existe différents types des scintillateurs. On distingue entre autres des scintillateurs en poudre compactée, micro structurés, céramique poly-cristalline et monocristalline. L’obtention d’une image de très bonne qualité avec une résolution spatiale au-dessous du micromètre requiert le choix d’une couche mince (1-20 µm) monocristalline. Ces types des scintillateurs peuvent être déposes sur un substrat par épitaxie en phase liquide. La très faible efficacité d’absorption dans une couche mince en fait sa faiblesse, surtout pour des énergies au-dessus de 20 keV. A l’ESRF (le synchrotron européen) des énergies jusqu'à 120 keV peuvent être exploitées pour l’imagerie. Des nouveaux scintillateurs sont donc toujours recherchés pour pouvoir améliorer le compromis entre l’efficacité d’absorption et la résolution spatiale. Dans la première partie de cet travail, un model qui décrit les détecteurs indirects pour la haute résolution, est présenté. Cet model permet de calculer la MTF (fonction de transfert de modulation) du système et peut être utilisé pour trouver la combinaison optimal de scintillateur et d’optique selon l’énergie des rayons X. Les simulations ont guidées le choix des scintillateurs à développer par épitaxie.Dans la deuxième partie, deux nouveaux types de scintillateurs développés et caractérisés dans le cadre de ce projet de thèse sont introduits : les couches minces basées sur des monocristaux de gadolinium lutétium aluminium pérovskite (GdLuAP:Eu) et d’oxyde de lutétium (Lu2O3:Eu)X-ray detectors for high spatial resolution imaging are mainly based on indirect detection. The detector consists of a converter screen (scintillator), light microscopy optics and a CCD or CMOS camera. The screen converts part of the absorbed X-rays into visible light image, which is projected onto the camera by means of the optics. The detective quantum efficiency of the detector is strongly influenced by the properties of the converter screen (X-ray absorption, spread of energy deposition, light yield and emission wavelength). To obtain detectors with micrometer and sub-micrometer spatial resolution, thin (1-20 µm) single crystal film scintillators are required. These scintillators are grown on a substrate by liquid phase epitaxy. The critical point for these layers is their weak absorption, especially at energies exceeding 20 keV. At the European Synchrotron radiation Facility (ESRF), X-ray imaging applications can exploit energies up to 120 keV. Therefore, the development of new scintillating materials is currently investigated. The aim is to improve the contradictory compromise between absorption and spatial resolution, to increase the detection efficiency while keeping a good image contrast even at high energies.The first part of this work presents a model describing high-resolution detectors which was developed to calculate the modulation transfer function (MTF) of the system as a function of the X-ray energy. The model can be used to find the optimal combination of scintillator and visible light optics for different energy ranges, and it guided the choice of the materials to be developed as SCF scintillators. In the second part, two new kinds of scintillators for high-resolution are presented: the gadolinium-lutetium aluminum perovskite (Gd0.5Lu0.5AlO3:Eu) and the lutetium oxide (Lu2O3:Eu) SCFs
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Giraud, Stephen. "Croissance de couches minces de silicium pour applications photovoltaïques par epitaxie en phase liquide par évaporation du solvant." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENI057/document.
Full textAbstract:
Une solution pour réduire la consommation de Si de haute pureté dans les cellules solaires à base de Si cristallin est de faire croître une couche active mince de haute qualité sur un substrat à faible coût. L'Epitaxie en Phase Liquide (EPL) est l'une des techniques les plus appropriées, car la croissance est réalisée dans des conditions proches de l'équilibre. On s'intéresse plus particulièrement au développement et l'optimisation d'une technique de croissance stationnaire et isotherme basée sur l'évaporation du solvant : l'Epitaxie en Phase Liquide par Evaporation d'un Solvant métallique (EPLES). Les principaux critères concernant le choix du solvant, de l'atmosphère de croissance et du creuset sont d'abord présentés et permettent de concevoir une première configuration d'étude. Un modèle analytique est ensuite développé pour comprendre les mécanismes mis en œuvre et étudier la cinétique d'évaporation du solvant et de croissance. Les différentes étapes du procédé de croissance dans le cas de l'EPLES de Si sont examinées et mettent en évidence un certain nombre de difficultés technologiques liées à cette technique : contrôle de la convection dans le bain, réactivité du bain Si-M avec le creuset, transport par différence de température et dépôt pendant la phase de refroidissement. Des solutions techniques sont proposées et mise en place pour contourner les difficultés rencontrées. Des couches épitaxiées de Si uniformes comprises entre 20 et 40 µm sont alors obtenues par EPLES avec des bains Sn-Si et In-Si sur substrat Si monocristallin entre 900 et 1200°C sous vide secondaire. Les vitesses de croissance expérimentales atteintes sont comprises entre 10 et 20 µm/h et sont conformes aux prédictions du modèle cinétique. La qualité structurale obtenue est comparable à celle des couches obtenues par EPL. Des couches de type P, avec un bain dopé In et In(Ga) sont obtenues avec une concentration en dopants proches de 1017 at.cm3 compatible avec une application PV. Enfin le potentiel de l'application de cette technique est évalué en basant la discussion sur la réalisation d'une couche de Si obtenue par EPLES sur substrat multicristallin avec un bain In-SiCrystalline Si thin films on low-cost substrates are expected to be alternatives to bulk Si materials for PV applications. Liquid Phase Epitaxy (LPE) is one of the most suitable techniques for the growth of high quality Si layers since LPE is performed under almost equilibrium conditions. We investigated a growth technology which allows growing Si epitaxial thin films in steady temperature conditions through the control of solvent evaporation from a metallic melt saturated with silicon: Liquid Phase Epitaxy by Solvent Evaporation (LPESE). We studied the main requirements regarding selection of solvent, crucible and growth ambient, and a first experimental set up is designed. An analytical model is described and discussed, aiming to predict solvent evaporation and Si crystallization rate. Growth experiments are implemented with a vertical dipping system. Growth procedure is presented and the influence, on Si growth, of melt convection, temperature gradient in the melt and Si-M reactivity with the material crucible are discussed. Solutions are proposed to improve and optimise the growth conditions. Experimentally, Si thin films were grown from Sn-Si and In-Si solution at temperatures between 900 and 1200°C under high vacuum. We are able to achieve epitaxial layers of several micrometers thickness (20-40µm). The predicted solvent evaporation rate and Si growth rate are in agreement with the experimental measurements. Regarding the structural quality, it is comparable to the crystal quality of layers grown by LPE. With In and In(Ga) melts, we can obtain P-type epitaxial layers with doping level in the range 1017 at.cm3, which is of great interest for the fabrication of solar cells. Finally, the growth of Si thin films on multicrystalline Si substrates by LPESE is discussed to assess the potential application of this technique
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Joshi, Chakra Prasad. "Understanding Fundamentals of Plasmonic Nanoparticle Self-assembly at Liquid-air Interface." University of Toledo / OhioLINK, 2013. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=toledo1387306468.
Full text
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Stephan, Pascal. "Contribution a la realisation de composants optoelectroniques integres sur inp." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066215.
Full textAbstract:
Cette these traite particulierement sur la realisation de guide de structure a ruban inverse sur substrat inp en utilisant deux techniques de croissance anisotrope: l'epitaxie en phase liquide (lpe) et l'epitaxie en phase vapeur (vpe). Cette approche permet de resoudre plus facilement les problemes technologiques et d'integration des composants actifs
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Joudrier, Anne-Laure. "Hybridation fonctionnelle par transfert de films magnéto-optiques sur guide." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0139.
Full textAbstract:
Cette étude cherche à réaliser une nouvelle structure intégrée, dite « hybride », ayant un rôle d'isolateur optique. Cette structure est composée d'un substrat de verre contenant un guide d'onde passif créé par échange d'ions, et sur lequel est reporté un film de grenat magnéto-optique, matériau choisi du fait de son fort effet Faraday. Cependant de fortes contraintes technologiques imposent de réaliser les différentes étapes de façon indépendante. La croissance de la couche de grenat est effectuée par épitaxie en phase liquide en dehors de la contrainte thermique liée au guide. Le grenat est ensuite intégré sur le verre en utilisant la technique de report par implantation ionique et collage moléculaire. Par ailleurs une structure de test est réalisée par collage et amincissement mécanique. La comparaison de ses propriétés avec celles du grenat transféré permet de montrer les effets de l'implantation sur les propriétés, notamment magnéto-optiques, du grenatThis study tries to achieve an integrated hybrid structure, whose function is the optical isolation. This structure is composed of a magneto-optical ferrite garnet layer, chosen for its high Faraday effect, and then bonded on a passive ion-exchanged glass waveguide. Because of technological restraints, the steps are dissociated. The garnet layer is grown by liquid phase epitaxy, without the waveguide thermal restrictions. Then, the garnet is integrated on the waveguide by ionic implantation and direct wafer bonding techniques. The temperatures used in this process are compatible with the waveguide. Moreover, a "test-structure" is realized by wafer direct bonding and mechanical thinning. The comparison between the both structures will show us the effect of the ionic implantation on the magneto-optical properties of the garnet layer
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McCann, Michelle Jane, and michelle mccann@uni-konstanz de. "Aspects of Silicon Solar Cells: Thin-Film Cells and LPCVD Silicon Nitride." The Australian National University. Faculty of Engineering and Information Technology, 2002. http://thesis.anu.edu.au./public/adt-ANU20040903.100315.
Full textAbstract:
This thesis discusses the growth of thin-film silicon layers suitable for solar cells using
liquid phase epitaxy and the behaviour of oxide LPCVD silicon nitride stacks on silicon
in a high temperature ambient.¶
The work on thin film cells is focussed on the characteristics of layers grown using liquid
phase epitaxy. The morphology resulting from different seeding patterns, the transfer of
dislocations to the epitaxial layer and the lifetime of layers grown using oxide compared
with carbonised photoresist barrier layers are discussed. The second half of this work
discusses boron doping of epitaxial layers. Simultaneous layer growth and boron doping
is demonstrated, and shown to produce a 35um thick layer with a back surface field
approximately 3.5um thick.¶
If an oxide/nitride stack is formed in the early stages of cell processing, then characteristics of the nitride may enable increased processing flexibility and hence the realisation
of novel cell structures. An oxide/nitride stack on silicon also behaves as a good anti-
reflection coating. The effects of a nitride deposited using low pressure chemical vapour
deposition on the underlying wafer are discussed. With a thin oxide layer between the
silicon and the silicon nitride, deposition is shown not to significantly alter effective life-times.¶
Heating an oxide/nitride stack on silicon is shown to result in a large drop in effective
Lifetimes. As long as at least a thin oxide is present, it is shown that a high temperature
nitrogen anneal results in a reduction in surface passivation, but does not significantly
affect bulk lifetime. The reduction in surface passivation is shown to be due to a loss of
hydrogen from the silicon/silicon oxide interface and is characterised by an increase in
Joe. Higher temperatures, thinner oxides, thinner nitrides and longer anneal times are all
shown to result in high Joe values. A hydrogen loss model is introduced to explain the
observations.¶
Various methods of hydrogen re-introduction and hence Joe recovery are then discussed
with an emphasis on high temperature forming gas anneals. The time necessary
for successful Joe recovery is shown to be primarily dependent on the nitride thickness
and on the temperature of the nitrogen anneal. With a high temperature forming gas
anneal, Joe recovery after nitrogen anneals at both 900 and 1000oC and with an optimised
anti-reflection coating is demonstrated for chemically polished wafers.¶
Finally the effects of oxide/nitride stacks and high temperature anneals in both nitrogen
and forming gas are discussed for a variety of wafers. The optimal emitter sheet
resistance is shown to be independent of nitrogen anneal temperature. With textured
wafers, recovery of Joe values after a high temperature nitrogen anneal is demonstrated
for wafers with a thick oxide, but not for wafers with a thin oxide. This is shown to be
due to a lack of surface passivation at the silicon/oxide interface.
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Aznar, Écija Ana Isabel. "Crecimiento y caracterización de capas epitaxiales de KRE 1-X 4BX(WO4)2 /KRE (WO4)2 (RE=Y,LU) para aplicaciones láser." Doctoral thesis, Universitat Rovira i Virgili, 2007. http://hdl.handle.net/10803/9094.
Full textAbstract:
En los últimos años, las capas delgadas ópticamente activas han adquirido una gran importancia, debido a sus aplicaciones en dispositivos ópticos integrados y dispositivos láser. Un láser de capa delgada requiere capas con una elevada concentración de ión activo y, que a su vez, tengan una elevada sección eficaz de absorción y emisión. Este tipo de láseres presentan como ventajas una mejor refrigeración axial del medio evitándose así problemas como el efecto lente. Los cristales monoclínicos de KRE(WO4)2 con RE=Y, Lu, son materiales utilizados como matrices láser de estado sólido debido a que permiten la substitución parcial o total de uno de los iones de su estructura, por otros iones activos en la emisión láser. Además, presentan una elevada estabilidad química. El objetivo de esta tesis ha sido la obtención de capas de Yb:KYW/KYW y Yb:KLuW/KLuW, de elevada calidad para la posterior realización de experimentos láser. El proceso de crecimiento ha sido optimizado con el principal objetivo de conseguir la máxima concentración de ión activo en las capas epitaxiales. Éstas han sido caracterizadas estructural y espectroscópicamente, mostrando resultados prometedores para la emisión láser.
La última parte de esta tesis se ha dedicado al estudio de los experimentos láser, en los que hemos conseguido obtener radiación láser con una longitud de onda alrededor de los 1030 nm con una elevada pendiente de eficiencia, la cual en algunos casos ha excedido las publicadas previamente para los correspondientes monocristales dopados con iterbio.
Keywords: Top Seeded Solution Growth, Liquid Phase Epitaxy, KRE(WO4)2, Materiales láser.
In the past few years, optically active thin layers have attracted much attention due to the possibility of using it in the integrated optics as well as thin disk laser technology. The thin disk laser concept need layers hundreds of microns thick highly doped with active ions and high absorption and emission cross section. The lasers based on thin films have the advantage of high beam quality with high efficiency, making possible to obtain high power with low thermal lensing.
The crystals of the monoclinic tungstates, such as KRE(WO4)2 with RE=Y, Lu, are attractive materials to be used as solid state host doped with lanthanide ions as ytterbium due to the possibility of obtaining highly doped active media.
The aim of this thesis is to investigate how to obtain thin layers of Yb:KYW/KYW and Yb:KLuW/KLuW, with quality enough for laser experiments. The growth process has been optimized in order to obtain crystalline layers with high ytterbium concentration. Structural and spectroscopic properties of these layers have been studied, suggesting that laser emission can be achieved.
The last part of thesis is dedicated to study the laser experiments. We have achieved laser emission around 1030 nm with high slope efficiency, which in some cases exceeded the reported for the ytterbium doped bulk crystals
Keywords: Top Seeded Solution Growth, Liquid Phase Epitaxy, KRE(WO4)2, Laser materials
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Wollesen, Laura. "Nouveaux films minces scintillants ultra-denses et solutions alternatives pixélisées pour l'imagerie synchrotron par rayon X." Electronic Thesis or Diss., Lyon 1, 2023. https://n2t.net/ark:/47881/m60k28pm.
Full textAbstract:
Deux approches ont été employées pour développer des scintillateurs couche mince à haut pouvoir d’arrêt. Ceux-ci sont utilisés pour l'imagerie à rayons X à haute résolution spatiale dans les synchrotrons. • La première approche a consisté à faire croître par Epitaxie en Phase Liquide (EPL) des films monocristallins (SCF) à densité et nombre atomique effectif (Z) élevés. L'objectif est ainsi d'atteindre une résolution spatiale élevée, tout en maximisant l'efficacité d'absorption au rayons X des films. Avant de mettre au point les procédures d'épitaxie en phase liquide, les composés potentiels ont été étudiés à l'aide d'un outil de simulation Monte Carlo (Geant4), combiné à des calculs analytiques, afin d'évaluer leur résolution spatiale intrinsèque ainsi que leur efficacité d’absorption aux rayons X. A la suite de cette étude, différentes couches épitaxiées basées sur les hafnates ont été mises au point sur des substrats de ZrO2 :Y. Plus particulièrement, le Lu2Hf2O7 a été développé avec succès. Les structures atomiques des films se sont confirmées comme étant iso-structurelles par rapport au substrat et présentant un faible désaccord paramétrique cristallin. Il a été constaté que divers éléments pouvaient entrer facilement dans la structure, révélant ainsi une flexibilité surprenante du système hafnate pour la croissance LPE. Par ailleurs les films de Lu2Hf2O7 dopés à l'europium présentent une luminescence caractéristique de l’ion Eu3+. Le substrat de ZrO2 :Y quant à lui présente une émission de faible intensité, du fait de la présence de défauts de vacances en oxygène. Les films ont un rendement lumineux plutôt faible mais offrent une bonne réponse spatiale, validée par les mesures de Fonction de Transfert de Modulation (MTF) ainsi que par des radiographies et tomographies rayon X réalisées sur ces échantillons.• La deuxième approche a consisté à faire croître des scintillateurs SCF de manière micro-structurée par EPL. L'objectif est ainsi de pouvoir augmenter le pouvoir d’arrêt des scintillateurs tout en conservant une bonne résolution spatiale. Dans un premier temps des substrats de GGG et de LYSO :Ce ont subis un traitement laser ultra-rapide (ps), permettant de modifier la surface de ces substrats, et ce afin de réduire le taux de croissance LPE dans les zones ainsi altérées. Ensuite, la croissance de scintillateurs LSO :Tb et GGG :Eu a été réalisée sur ces substrats respectifs de LYSO :Ce et GGG, mettant en évidence la croissance de ‘’piliers’’, résultant en une surface micro-structurée. La morphologie des ‘’piliers’’ varie en fonction du composé et de l'orientation du substrat. Les structures atomiques et les propriétés luminescentes sont comparables à celles de leurs homologues SCF non micro- structurés. Une preuve de concept a ainsi été démontréeThe development of scintillators with high stopping power for high spatial resolution X-ray imaging at synchrotrons has been performed by employing two approaches. The first approach was to grow thin Single Crystalline Films (SCFs) of high density and effective Z number by Liquid Phase Epitaxy (LPE). This is to reach ultimate high spatial resolution while maximizing the absorption efficiency of the films. Before attempting to develop the LPE procedures, the compounds were investigated with a Geant4, Monte Carlo simulation tool combined with subsequent analytical calculations to evaluate their scintillating spatial response. Ultimate high-density compound, Lu2Hf2O7, and other hafnates have in this framework been successfully grown on ZrO2:Y substrates. The atomic structures of the films were confirmed to be iso-structural with the substrate and have a low lattice mismatch. It was experienced that various elements could enter the structure, and a surprising flexibility of the hafnate system for LPE growth is thereby realized. The grown films of Lu2Hf2O7 doped with Europium are discovered to scintillate. However, the substrate itself displays low-intensity emission. The films have a rather low light output but deliver a good spatial response validated by MTFs as well as when performing radiography and tomography. The second approach was to grow state-of-the-art SCF scintillators in a micro-structured manner by LPE. The aim is to increase the stopping power by having tall pillars containing light and maintaining a good spatial response. LSO:Tb and GGG:Eu, were grown micro-structured onto laser-treated LYSO:Ce and GGG substrates, respectively. The morphology of the pillars varies depending on the compound and the substrate orientation. The atomic structures and luminescent properties are comparable to their normal SCF counterparts. Thereby a proof of concept has been demonstrated
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Fallahi, Mahmoud. "Intégration hétérogène d'un détecteur N-CdTe à un transistor à effet de champ GaAlAs/GaAs." Toulouse 3, 1988. http://www.theses.fr/1988TOU30188.
Full textAbstract:
On realise sur un meme substrat gaas semi isolant des dispositifs comportant un photoconducteur interdigite cdte et un transistor fet gaalas/gaas pour montrer la faisabilite des circuits heterogenes. On developpe un modele de simulation pour concevoir les masques et analyser les caracteristiques du circuit. Pour realiser le transistor, on utilise la technique d'epitaxie en phase liquide. La croissance de la couche detectrice est obtenue par la methode de transport en phase vapeur a courte distance. On montre la compatibilite thermique et technologique de l'integration. Presentation, etude et caracterisation des dispositifs realises
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Lusson, Alain. "Preparation par epitaxie en phase liquide et etude physique des solutions solides cd : :(x)hg::(1-x)te 0,5 <- x <-1." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066497.
Full textAbstract:
Dans le but d'etudier un materiau utilisable pour la fabrication de detecteurs pour les telecommunications par fibre optique a 1,3 et 1,55mu m, des echantillons de cd::(x) hg::(1-x) te(0,5 x 1) ont ete prepares par epitaxie en phase liquide en tube ouvert. Diverses methodes de caracterisation (microsonde electronique, topographie rx, effet hall, sonde ionique. . . ) ont montre la bonne qualite des couches. Le dopage effectue au cours de la croissance par in et cu a ete aborde. Etude des effets d'alliage dans cdhgte par photoluminescence
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PELENC, DENIS. "Elaboration par epitaxie en phase liquide et caracterisation de couches monocristallines de yag dope : realisation de lasers guide d'onde neodyme et ytterbium a faibles seuils." Grenoble 1, 1993. http://www.theses.fr/1993GRE10171.
Full textAbstract:
Dans le cadre des recherches sur des dispositifs laser compacts pouvant etre pompes par diodes, ce memoire decrit le developpement d'une nouvelle technique d'elaboration de lasers guides d'onde, l'epitaxie en phase liquide. Cette technique a ete appliquee a la croissance de couches minces monocristallines de yag dope neodyme et ytterbium sur des substrats de yag non dope. Afin d'obtenir des guides de bonne qualite, nous avons defini les conditions de croissance des couches et montre l'interet de la croissance d'une surcouche de confinement. Deux co-dopages ont ete etudies en supplement a l'ion actif: gallium pour controler l'indice optique des couches, lutetium pour controler leur parametre cristallin. La determination du coefficient de segregation des divers dopants a requis le developpement d'un modele qui prend en compte l'evolution des bains au cours du temps. Nous avons mesure l'augmentation d'indice due a chaque dopant et propose un mecanisme expliquant cette augmentation. La caracterisation spectroscopique des couches a indique que les ions actifs ont les memes proprietes que le materiau massif de meme composition. La caracterisation laser a montre des pertes par propagation tres faibles (environ 0,1 db/cm), comparables a celles du materiau massif. Pour la transition laser a 1064 nm du neodyme, nous avons demontre l'effet laser pour une puissance absorbee au seuil de 700 w et mesure un rendement differentiel de 40% en pompage par diode, pour un seuil de 14 mw. Pour des transitions laser quasi-3 niveaux, une diminution significative du seuil par rapport a une configuration non guidee a ete obtenue: a 946 nm dans un guide dope neodyme, a 1029 nm dans un guide dope ytterbium en pompage par barrette de diode 1w. Un rendement differentiel de 80% a egalement ete mesure dans un guide dope ytterbium emettant a 1048 nm
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Meyer, Raphaël. "The advanced developments of the Smart Cut™ technology : fabrication of silicon thin wafers & silicon-on-something hetero-structures." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016LYSEI033/document.
Full textAbstract:
La thèse porte sur l’étude de la cinétique de Smart Cut™ dans du silicium après implantation hydrogène, pour des températures de recuit comprises entre 500°C et 1300°C. Ainsi, la cinétique de séparation de couches (splitting) est caractérisée en considérant des recuits dans un four à moufle ainsi que des recuits laser. Sur la base de cette caractérisation, un modèle physique, basé sur le comportement de l’hydrogène implanté durant le recuit, est proposé. Le modèle s’appuie sur des caractérisations SIMS de l’évolution de la concentration d’hydrogène durant le recuit, ainsi que sur des simulations numériques. Le modèle propose une explication aux propriétés des films obtenus en fonction des conditions de recuit et mesurées par microscopie optique, AFM ainsi que par des mesures des énergies d’interfaces. Sur la base du modèle de splitting obtenu, deux procédés de fabrication de films de silicium sont proposés pour l’élaboration de matériaux de silicium sur saphir et verre par recuit laser ainsi que pour l’élaboration de feuilles de silicium monocristallin par épitaxie en phase liquide sur substrat silicium implanté. L’étude de premier procédé prouve pour la première fois la possibilité d’appliquer le procédé Smart Cut™ sur des substrats de silicium implanté. Les films ainsi obtenus présentent des grandes surfaces de transfert (wafer de 200 mm), ce qui présente un grand intérêt industriel. L’étude propose différentes caractérisations des films obtenus (AFM, profilométrie optique, mesure 4 pointe). Le deuxième procédé est démontré en utilisant des bancs d’épitaxie en phase liquide de silicium (température supérieure à 1410°C) afin d’effectuer des dépôts sur des substrats de silicium implantés. Les films obtenus montrent un grand degré de croissance épitaxiale (jusqu’à 90% du film déposé mesuré par EBSD) et présentent une épaisseur aussi faible que 100 µm. D’autre part, le détachement par Smart Cut™ des films ainsi déposés est démontréAt first, the thesis studies the kinetics of Smart Cut™ in silicon implanted with hydrogen ions for annealing temperature in the range 500°C-1300°C. The kinetics is characterized by using a specially-dedicated furnace and by considering laser annealing. Based on the related characterization and observations, a physical model is established based on the behavior of implanted hydrogen during annealing. The model is strengthened by SIMS characterization focused on the evolution of hydrogen during annealing and on numerical calculations. Additionally, the model proposes an explanation for the properties of the obtained films as a function of the annealing conditions, based on optical microscope and AFM observations and bonding energy characterization. Based on this splitting model, two innovative processes for fabrication of silicon films are proposed. The first process allows to produce films of silicon on sapphire and films of silicon on glass by considering a laser annealing. The second produces foils of monocrystalline silicon by liquid phase epitaxial growth on implanted silicon substrate. The study of the first process proves for the first time the possibility to apply the Smart Cut™ for substrates of implanted silicon. The resulting films present large surface of transferred films (up to 200 mm wafers), which is very interesting in an industrial perspective. The study proposes different characterization of the films obtained by this process (AFM, optical profilometry and 4 probe measurement). The second process is demonstrated by using a chamber of liquid phase epitaxial growth of silicon (deposition temperature superior to 1410°C) in order to deposit liquid silicon on implanted silicon substrates. The obtained films show a high degree of epitaxial growth (up to 90% of the film as characterized by EBSD) and show a thickness as low as 100µm. Additionally the detachment by Smart Cut of the deposited films is demonstrated
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Rameix, Armelle. "Réalisation et caractérisation de nouveaux guides d'ondes pour applications laser à 2 microns." Grenoble INPG, 1996. http://www.theses.fr/1996INPG0176.
Full textAbstract:
L'epitaxie en phase liquide a permis de realiser des guides planaires emettant a temperature ambiante autour de 2 microns. Les materiaux etudies ont ete le yag (y3al5o12) et le yso (y2sio5) dopes par un ion terre rare tm3+. Ce memoire decrit les conditions necessaires pour l'obtention de couches de bonne qualite. Il met notamment en avant le fait que les conditions de croissance du yso sont beaucoup plus severes que celles du yag (plage de sursaturation plus petite, vitesse de croissance plus faible). Les differentes caracterisations effectuees ont montre la qualite des guides realises, notamment les performances laser qui ont ete obtenues. Les resultats obtenus pour le yag:tm confirment la bonne adaptation des guides a un pompage par diode. Un effet laser a ete obtenu pour les guides de yso:tm en pompant avec un laser saphir:titane. Ce sont les premiers resultats laser obtenus pour des guides planaires de yso:tm. L'epitaxie en phase liquide est une technique qui permet de realiser des guides planaires. Toutefois pour certaines applications l'utilisation de guides de largeur limitee est plus interessante. Nous avons donc developpe des procedes de fabrication de guides de largeur limitee. Deux techniques differentes sont exposees dans ce memoire: l'une faisant appel a des procedes de micro-usinage, que nous avons baptise polisciage, et la seconde basee sur un principe de gravure chimique. Les resultats obtenus sont prometteurs et pourraient etre utilises pour de futures applications (guides d'ondes laser, amplificateurs)
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Lekhal, Kaddour. "Le procédé HVPE pour la croissance de nanofils semiconducteurs III-V." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00844400.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude de l'outil d'épitaxie HVPE (Hydride Vapour Phase Epitaxy) pour la synthèse avec et sans catalyseur de nanofils semiconducteurs GaN et GaAs. Une étude systématique de l'influence des conditions expérimentales sur la croissance des fils de GaN est effectuée, afin de démontrer la faisabilité de cette croissance sur la surface des substrats saphir plan-c et silicium sans aucun traitement de la surface préalablement à la croissance. Nous avons démontré la croissance par VLS-HVPE, de nanofils de GaN de diamètres constants de 40 à 200 nm, de longueurs supérieures à 60 μm et présentant des qualités optique et cristallographique remarquables. Pour les nanofils de GaAs, la stabilité, inédite, de la phase cubique zinc-blende pour des diamètres de 10 nm a été démontrée par le procédé de croissance VLS-HVPE sur des longueurs de quelques dizaines de micromètres. Les mécanismes de croissance sont discutés à partir des diagrammes de phase et de la physique de la croissance HVPE qui met en oeuvre des précurseurs gazeux chlorés. Pour les semiconducteurs III-V, cette étude permet d'envisager des applications liées aux nanofils longs qui jusque là n'étaient exploitées que pour le silicium. Ces travaux montrent que dans le contexte des Nanosciences, la HVPE, outil épitaxial à fortes vitesses de croissance, mérite une audience élargie, et peut s'inscrire comme un outil complémentaire efficace aux procédés MOVPE et MBE pour le façonnage contrôlé de la matière à l'échelle nanométrique.
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Sreeramakavacham, Bindu. "FILM GROWTH OF NOVEL FREQUENCY AGILE COMPLEX-OXIDE PIEZOELECTRIC MATERIAL." Master's thesis, University of Central Florida, 2007. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/3104.
Full textAbstract:
Piezoelectric materials are well known for their applications in surface (SAW) and bulk acoustic wave (BAW) devices such as oscillators, resonators and sensors. Quartz has been the main material used in such applications. Ternary calcium gallium germanate (CGG) structure-type materials, so-called langasites, recently emerged as very promising because of their piezoelectric properties superior to quartz. This thesis discusses the growth of langasite-type La3Ga5.5Ta0.5O14 (LGT) films by liquid phase epitaxy (LPE) technique and their chemical and structural characterization. In addition, the different techniques suitable for the growth of LGT are discussed and compared. To adjust the materials properties for given applications, doping by selected ions can be used. However, the dopants must be homogeneously distributed. In the current study, Al, Ti, Cr and Ca were investigated as dopants. In an earlier study, Al and Ti had been chosen because of their ability to substitute the octahedral site of LGT, normally occupied by Ga (CN=VI) with a segregation coefficient near unity in Czochralski growth. Doping with Ca and Cr has never been reported before, and therefore, the segregation behavior was unknown. In this study, Al, Ti and co-doping with Cr and Ca has been investigated for both X and Y-oriented films. The dopant distribution in the films was quantitatively evaluated by Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), using ion-implanted LGT substrates as standards. The drop of dopant concentration, in the SIMS profile, allows for the identification of the film-substrate interface and to accurately measure the thickness of the films. The film thickness is found to be typically of the order 0.5 to 2µm, depending on growth conditions. The solvent was found a reliable choice, as solvent ions were not incorporated in the films above the detection limits of the characterization techniques. A lead oxide solvent system is used as a solvent for the growth of LGT LPE films with different orientations. Extensive structural characterization was performed. The crystallinity of substrates and films grown with different orientations was compared by X-ray diffraction (XRD). The films show a very high structural perfection, with typically FWHM values of 0.035 for the (004) reflection of the XRD rocking curve. The films were also characterized by TEM. The optical transmittance of the films was characterized by Varian optical spectrophotometer, and the value obtained of approximately 80% is comparable with the transmittance value of the Czochralski grown polished substrate.M.S.M.S.E.
Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering
Engineering and Computer Science
Materials Science & Engr MSMSE
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BEN, YOUSSEF JAMAL. "Elaboration par epitaxie en phase liquide, caracterisation et etude physique des filmsminces de grenats ferrimagnetiques susbstitues par des ions bismuth." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066048.
Full textAbstract:
Deux objectifs ont ete poursuivis dans ce travail, a savoir: d'une part l'etude de l'influence preponderante de l'ion non-magnetique bi#3#+ sur les proprietes magnetiques et magneto-optiques des films de grenat ferrimagnetique monocristallin epitaxies sur des substrats non-magnetiques d'orientation (111) et d'autre part l'optimisation des conditions d'epitaxie et des proprietes specifiques de materiaux opto-electroniques pour un lecteur optique d'enregistrement a haute densite. A cet effet on montre que la composition des films elabores n'est pas suffisante pour comprendre les proprietes de base du materiau. Ainsi on met en evidence que si la rotation faraday depend uniquement du taux de bismuth, les proprietes magnetiques telles que l'anisotropie uniaxiale induite k#u#g et la magnetostriction #1#1#1 dependent a la fois de ce taux et des conditions d'epitaxie associees a la sursaturation du bain. Une analyse approfondie montre la forte dependence de k#u#g avec la vitesse de croissance. L'optimisation des conditions de croissance a permis l'elaboration des films presentant a la fois une anisotropie uniaxiale et une rotation faraday tres elevee avec une qualite de surface excellente, resultats jusqu'ici difficiles a obtenir simultanement. Les transducteurs d'enregistrement numerique a haute densite par imagerie magneto-optique sont bases sur un deplacement rapide des parois magnetiques ce qui a conduit a une etude prealable des proprietes dynamiques de ces parois. A cet effet la frequence de resonance de parois a ete correlee avec les parametres intrinseques des materiaux montrant un bon accord entre l'experience et le modele theorique. Cette etude met en evidence par ailleurs une difference fondamentale entre les valeurs des coefficients de relaxation des parois deduits par resonance ferromagnetique du mode uniforme et par resonance directe des parois magnetiques
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Menaert, Bertrand. "Paramètres physicochimiques régissant la croissance en flux de cristaux de KTiOPO4, isotypes et solutions solides associées : epitaxie en phase liquide." Nancy 1, 1990. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1990_0500_MENAERT.pdf.
Full textAbstract:
Nous avons centré nos travaux sur le développement des mesures physicochimiques nécessaires à la compréhension et à la maitrise des conditions de croissance contrôlées en flux a haute température de KTiOPO4, isotypes et solutions solides associées. Nous nous sommes spécialement attaches a interpréter le rôle respectif de la diffusion des espèces chimiques dans le flux et de la réaction de cristallisation a l'interface cristal-liquide. Nous avons montre la faisabilité de couches minces monocristallines de composition K[indice x] M [indice 1-x] TIOP [indice y] AS[indice 1-y] O[indice 4] (M = Rb, Cs; 0 < x,y < 1)épitaxies sur un substrat isotype. Ceci permet d'envisager la fabrication de guides d'onde optique par variation de la composition chimique superficielle.
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Bain, Fiona Mair. "Yb:tungstate waveguide lasers." Thesis, University of St Andrews, 2010. http://hdl.handle.net/10023/1698.
Full textAbstract:
Lasers find a wide range of applications in many areas including photo-biology, photo-chemistry, materials processing, imaging and telecommunications. However, the practical use of such sources is often limited by the bulky nature of existing systems. By fabricating channel waveguides in solid-state laser-gain materials more compact laser systems can be designed and fabricated, providing user-friendly sources. Other advantages inherent in the use of waveguide gain media include the maintenance of high intensities over extended interaction lengths, reducing laser thresholds. This thesis presents the development of Yb:tungstate lasers operating around 1μm in waveguide geometries. An Yb:KY(WO₄)₂ planar waveguide laser grown by liquid phase epitaxy is demonstrated with output powers up to 190 mW and 76 % slope efficiency. This is similar to the performance from bulk lasers but in a very compact design. Excellent thresholds of only 40 mW absorbed pump power are realised. The propagation loss is found to be less than 0.1 dBcm⁻¹ and Q-switched operation is also demonstrated. Channel waveguides are fabricated in Yb:KGd(WO₄)₂ and Yb:KY(WO₄)₂ using ultrafast laser inscription. Several of these waveguides lase in compact monolithic cavities. A maximum output power of 18.6 mW is observed, with a propagation loss of ~2 dBcm⁻¹. By using a variety of writing conditions the optimum writing pulse energy is identified. Micro-spectroscopy experiments are performed to enable a fuller understanding of the induced crystal modification. Observations include frequency shifts of Raman lines which are attributed to densification of WO₂W bonds in the crystal. Yb:tungstate lasers can generate ultrashort pulses and some preliminary work is done to investigate the use of quantum dot devices as saturable absorbers. These are shown to have reduced saturation fluence compared to quantum well devices, making them particularly suitable for future integration with Yb:tungstate waveguides for the creation of ultrafast, compact and high repetition rate lasers.
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Tournié, Eric. "Epitaxie en phase liquide des solutions solides GaInAsSb et InAsSbP : application à la réalisation de diodes lasers et photodétecteurs opérant vers 2,5 "mu"m." Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20219.
Full textAbstract:
La croissance par epitaxie en phase liquide des solutions solides gainassb/gasb et inassbp/inas a permis d'obtenir des alliages stables accordes de longueurs d'onde de coupure #c>2,6 microns par inassbp/inas (100), #c<2,4 microns pour gainassb/gasb (100) et #c<2,51 microns pour gainassb (111) b. Un modele phenomenologique de calcul des caracteristiques des diodes lasers gaalassb/gainassb/gaalassb montre que ce systeme peut fonctionner en regime laser entre 2 et 3 m a temperature ambiante. Les previsions de ce modele sont en bon accord avec les resultats experimentaux. Nous avons prepare des diodes lasers gaalassb/gainassb/gasb emettant a 2,08 m a 80 k (soit 2,4 microns a 300 k). Nous avons modelise et prepare des photodiodes a homojonction inassbp/inas et a heterojonction gasb/gainassb. Les courants inverses sont de type generation-recombinaison dans les 2 cas. Les rendements valent 15% et 40%, respectivement. Les detectivites specifiques respectives sont d* (2,55 microns) 1,310#9 et d* (2,2 microns) 4-910#9 cm. Hz#1#/#2/w
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Berger, Sébastien Laugier André. "Croissance de silicium monocristallin en couche mince par epitaxie en phase liquide sur couches sacrificielles pour report sur substrat faible coût pour applications photovoltaïques." Villeurbanne : Doc'INSA, 2005. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=berger.
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Soueidan, Maher. "Croissance hétéroépitaxiale du SiC-3C sur substrats SiC hexagonaux; Analyses par faisceaux d'ions accélérés des impuretés incorporées." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00136231.
Full textAbstract:
L'utilisation de germes Si pour l'épitaxie du SiC-3C génère de nombreux défauts dans les couches enraison du désaccord de maille et de la dilatation thermique. Le SiC-3C peut aussi être déposé sur
substrats SiC-α(0001) en s'affranchissant des problèmes rencontré sur substrat Si. La difficulté de
contrôler la germination initiale génère cependant des macles qui sont difficiles à éviter ou éliminer
ensuite.
L'utilisation de l'épitaxie en phase vapeur comme technique de croissance n'a pas permis de
s'affranchir de ces macles malgré l'optimisation de la préparation de surface des germes SiC- α. En revanche, des couches de SiC-3C exemptes de macle ont été obtenues en utilisant une technique de
croissance originale, les mécanismes vapeur-liquid-solide, qui consiste à alimenter un bain Si-Ge avec
du propane.
La caractérisation des couches ainsi élaborées a montré une excellente qualité cristalline avec toutefois une incorporation non négligeable d'impuretés. Les éléments Al, Ge, B et Sn ont été dosés avec succès en utilisant des analyses par faisceaux d'ions accélérés, techniques peu conventionnelles pour SiC et présentant un challenge analytique.
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Douysset, Laurence. "Etude de couches minces monocristallines élaborées par épitaxie en phase liquide pour applications laser dans le visible : croissance et caractérisation de couches de LiYF4 dopé terres rares." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10048.
Full textAbstract:
Actuellement, de nombreuses equipes de recherche travaillent sur les sources laser bleues qui pourraient avoir un grand nombre d'applications. Le developpement de guides d'onde monocristallins apparait etre une approche interessante. En effet ce type de structure permet d'associer les proprietes des cristaux, a savoir des sections efficaces d'emission elevees, avec des effets de guidage et de confinement permettant de diminuer le seuil laser. Dans l'objectif d'obtenir des lasers guides d'onde fonctionnant par des mecanismes d'up-conversion, nous avons realise des couches minces monocristallines de liyf#4 dope terres rares (nd#3#+ ou tm#2#+) par epitaxie en phase liquide, sur des substrats monocristallins de liyf#4 non dope. La premiere partie de ce manuscrit decrit donc la croissance et la caracterisation physico-chimique des couches ainsi obtenues. Le probleme essentiel rencontre lors de la croissance de ces materiaux est leur tres grande reactivite vis a vis de l'oxygene et donc la formation d'une phase parasite genante pour les applications recherchees. La croissance de ces couches necessite donc des conditions de croissance tres severes (appareillage specifique, tres grande purete des matieres premieres, atmosphere controlee). Cette technique de croissance a permis d'obtenir des couches fortement concentrees en neodyme (jusqu'a 8% at. ). Le codopage des couches par du gadolinium a permis d'augmenter la difference d'indices entre la couche et le substrat et donc d'ameliorer le guidage. La deuxieme partie du manuscrit est consacree aux caracterisations optiques de ces couches : absorption, emission, dynamique de fluorescence. Nous avons egalement mis en evidence l'avalanche de photons, mecanisme d'up-conversion base sur une absorption a partir d'un etat excite. Ce mecanisme presente l'avantage de ne necessiter qu'un seul faisceau de pompe de lumiere rouge ou infrarouge pour obtenir une emission dans le visible (violet ou bleu dans le cas du neodyme ou du thulium). Nous avons donc etudie la dynamique de la fluorescence emise a 413 nm pour l'ion neodyme et a 450 ou 480 nm pour l'ion thulium. Un effet laser a ete obtenu a 1,05 m pour les couches dopees au neodyme. Les tests laser realises dans le bleu n'ont permis pour l'instant que d'obtenir une intense fluorescence bleue en mode guide.
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Brassé, Ludovic. "Etude et réalisation d'amplificateurs guides d'ondes appliqués aux microlasers." Université Joseph Fourier (Grenoble), 2000. http://www.theses.fr/2000GRE10196.
Full textAbstract:
Dans le cadre des recherches sur une source laser de puissance compacte en nd : yag, ce memoire presente l'etude et la realisation d'amplificateurs guides d'ondes appliques aux microlasers. Les microlasers en nd : yag sont des sources monolithiques et miniatures pompes par diode laser et emettant a 1m. Il apparait que l'augmentation de la puissance des microlasers permet de repondre a de nouvelles applications potentielles. Nous avons donc modelise, dans un premier temps, le fonctionnement en regime continu et impulsionnel des amplificateurs guides d'ondes planaires pompes transversalement pour dimensionner les dispositifs. La modelisation a pris en compte les phenomenes susceptibles de limiter le gain de l'amplificateur : l'upconversion, la saturation de l'absorption de la pompe. Nous avons ensuite realise les structures guidantes par epitaxie en phase liquide (epl) en utilisant, pour la premiere fois avec les couches epitaxiees de yag (y 3al 5o 1 2), un nouveau solvant : le melange bi 2o 3/b 2o 3. Cette mise au point technologique a necessite l'emploi de 9 techniques de caracterisation pour controler les parametres de croissance de nos couches. Deux types de structures ont ete synthetises : des guides multicouches pour pompage par la gaine et des guides possedant une simple couche active enterree par une couche de protection. Dans une derniere etape du travail, un banc de test des guides d'ondes realises a permis de montrer l'amplification dans ces dernieres structures avec des valeurs comparables a celles prevues par la theorie.
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Schmatz, Ulrich. "Synthèse par MOCVD de couches supraconductrices d'YBa2Cu3O(7-x) pour des applications en courants forts." Grenoble INPG, 1997. http://www.theses.fr/1997INPG0060.
Full textAbstract:
La realisation de couches supraconductrices a haute temperature critique pour des applications dans le domaine des courants forts (bobinages magnetiques, cables, limiteurs de courant) requiert un procede de synthese qui permet une croissance epitaxiale des couches sur des substrats adaptes (rubans), ainsi que des vitesses de croissance volumiques elevees. Pour repondre a ces objectifs et pour palier au probleme d'instabilite thermique de certains precurseurs organometalliques, de nouveaux procedes de cvd utilisant une seule source liquide ont ete developpes au lmgp. Au cours de cette these, nous avons etudie le depot de couches supraconductrices d'yba#2cu#3o#7#-#x en utilisant essentiellement la mocvd assistee par aerosol. Nous avons etudie le comportement de nouveaux precurseurs du baryum, ainsi que l'influence des parametres du depot (composition de la phase gazeuse, concentration de especes, pressions partielles, temperature et duree du depot) sur les proprietes structurales et supraconductrices des couches minces d'yba#2cu#3o#7#-#x sur differents types de substrats et synthetise des couches tampon de nature differente afin de determiner la comptabilite chimique et structural du depot avec son support. Des couches supraconductrices d'yba#2cu#3o#7#-#x de tres bonne qualite (tc90k, jc10#6a/cm#2) ont ete obtenues. Cette etude montre que plusieures solutions existent pour la synthese de couches supraconductrices d'yba#2cu#3o#7#-#x sur des substrats techniques. Sur al#2o#3, de bonnes couches d'yba#2cu#3o#7#-#x peuvent etre obtenues avec une couche tampon de ceo#2. Sur un substrat metallique, la couche tampon peut etre une couche de zircone (zro#2(y)) deposee par ibad ou une couche de ceo#2 sur un substrat a orientation biaxiale. Cette derniere solution permet de realiser des rubans supraconducteurs de bonne qualite, uniquement a l'aide de procedes cvd.
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Zaccaro, Julien. "Cristallogénèse et caractérisations de la solution solide dihydrogénophosphate-arseniate de 2-amino-5-nitropyridinium, cristaux organo-minéraux pour l'optique non linéaire." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10069.
Full textAbstract:
Les cristaux organo-mineraux sont un compromis avantageux entre l'efficacite optique non lineaire (onl) des molecules organiques et la stabilite des cristaux mineraux. La possibilite d'obtenir des solutions solides par substitution de la part minerale est un atout supplementaire que nous avons illustre dans le cas du systeme dihydrogenophosphate-arseniate de 2-amino-5-nitropyridinium (2a5npdp#(#1##x#)as#x (0 x 1)). Nous avons elabore des cristaux de grande taille (cm#3) pour l'ensemble de la solution solide. La realisation de cristaux homogenes en composition a necessite le developpement d'une technique originale de croissance par gradient vertical de temperature. Les premiers resultats obtenus par epitaxie en phase liquide prouvent qu'il est possible de realiser des couches guidantes en deposant une composition de la solution solide sur une autre. La croissance rapide de cristaux (environ 1 cm/jour) mise au point montre la possibilite d'appliquer cette technique a l'ensemble des cristaux hybrides ce qui pourrait etre un point decisif pour l'application eventuelle de ces materiaux. Les differentes techniques de caracterisation de la qualite cristalline (diffraction des rx topographie aux rx et spectroscopie d'absorption) ont permis de mettre clairement en evidence la relation existant entre la purete des cristaux, leur qualite cristalline et leur fenetre de transparence. Grace aux caracterisations optiques, nous avons pu preciser la contribution du chromophore organique aux proprietes optiques lineaires et non lineaires des cristaux de 2a5npdp#(#1#-#x#)as#x. La fenetre de transparence est limitee vers l'uv par la transition a transfert de charge du chromophore et les indices de refraction evoluent peu avec la substitution de la part minerale. L'efficacite onl et electro-optique a ete trouvee elevee et constante pour toute la solution solide ce qui montre que les proprietes onl quadratiques sont majoritairement conditionnees par la part organique de la structure hybride.
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WU, MENG-GI, and 吳孟奇. "Liquid-phase epitaxy of InGaP for luminescent device applications." Thesis, 1986. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/64305198291325006814.
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Weng, Yang-Kai, and 翁揚凱. "Characterizations of GaAs layers grown from liquid phase epitaxy." Thesis, 2002. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/36962312061718086188.
Full textAbstract:
碩士中原大學
電子工程研究所
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To fabricate devices with better electrical and optical characteristics using low ohmic contact resistivity, heavily doped GaAs is required. Germanium is an ideal dopant for LPE because of its low vapor pressure. In this paper, we report on the preparation of highly doped p-GaAs by LPE with the parallel or even higher hole concentrations but with the relatively lower doping amounts of Ge compared with those reported previously. Heavily Ge-doped GaAs single crystal was grown on semi-insulating (100) oriented GaAs by liquid phase epitaxy. Hall effect and photoluminescence (PL) measurements were used to evaluate the quality of the epitaxial layers. The former revealed p-type conductivity of the layers with the hole concentration ranging from 4.7x1018 to 3.8x1020cm-3 and mobility ranging from 3.9 to 204 cm2/V-s while the mole fraction of Ge was varied from 0.138 to 16.3 %. In particular, the carrier concentration of the order of 1019 cm-3 can be easily achieved with only about 1 % of Ge being doped. Additionally, the carrier concentration high to 3.9x1020 cm-3 is obtained with the mole fraction of Ge as low as 16.3 %. The optical properties of the epitaxial layers are correlated with the depletion of free carriers caused by the Ge-doping. The PL peak position shifts to lower energy side with increasing compensation, and the peak energy difference between Ge-doped layer and undoped one is considered to be dominated by band tailing of states and impurity band.
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Ming-Fong, Hsieh. "The Study of GaAs Quantum Structures by Liquid Phase Epitaxy." 2006. http://www.cetd.com.tw/ec/thesisdetail.aspx?etdun=U0017-1901200710292301.
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CHEN, JIAN-AN, and 陳建安. "AlGaAs/GaAs QUANTUM WELL STRUCTURES GROWN BY LIQUID PHASE EPITAXY." Thesis, 1990. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/13675596858922636584.
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Hsieh, Ming-Fong, and 謝明峰. "The Study of GaAs Quantum Structures by Liquid Phase Epitaxy." Thesis, 2006. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/40262475533565536624.
Full textAbstract:
碩士中原大學
電子工程研究所
94
In this study, we use bismuth (Bi) as a solvent to grow GaAs homoepilayer by liquid phase epitaxy (LPE). In addition to investigating the optimum condition for homoepitaxy from Bi solution, we also try to grow GaAs quantum structures using a highly super-saturated solution for LPE and its high selective growth capability. The GaAs homoepilayer, grown from the Bi solution with an extremely large super-cooling (ΔT=25 �薡) and with a deliberate doping of germanium (Ge), was found to present the quantum effect for the first time. The surface morphology of epilayers was evaluated by a Normarski differential interference contrast microscope (N-DICM) and cross-sectional views of films were taken by a scanning electron microscope (SEM). It was found that numerous rhomboidal island structures distributing over the surface affected greatly the optical properties of the epilayer. The optical properties of the epilayers were analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The luminescent peak of the epilayer was found to shift substantially to 770 nm (Eg=1.61 eV), which is close to that from the GaAs quantum dots with a bulk luminescence band peaking at 870 nm (Eg=1.43 eV). Besides, the peak positions of PL spectra were maintained during the temperature and power dependent PL measurements, suggesting a phenomenon of the quantum confinement effect. Eventually, transmission electron microscopy (TEM) observations presented a direct image of the 4 - 20 nm sized GaAs quantum dots to support our new finding.
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CHEN, QI-QING, and 陳啟清. "Liquid phase epitaxy of GaInAsSb/GaSb and heterojunction diode fabrication." Thesis, 1991. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/52938584385496981194.
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46
Huang, Wei-Shuang, and 黃韋翔. "The Study of InAs Heterostructure Grown by Liquid Phase Epitaxy." Thesis, 2012. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/97671580593989761352.
Full textAbstract:
碩士中原大學
電子工程研究所
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In this experiment we had grown InAs on n-GaAs substrate by liquid phase epitaxy. By adjusting the different growth temperature, growth time, supercooling and change the melt species to get optimal growth conditions. In order to confirm the optimal conditions, we use Hall measurements, X-ray diffraction and SEM to obtain the data. In LPE system, the ratio between melt-solute phase diagram must be known. This experiment we used n-type (1 1 1)-GaAs substrates, pure In for melt (6N) and the fixed weight percent. Trying to change the growth temperture range between 575ﾟC - 545ﾟC, and pre-baked at 800ﾟC for 12 hours, using the supercooling technique with a 5ﾟC supersaturation; the cooling rate is 0.3ﾟC per min, and growth time lasts 20 - 60 mins. Although the films surface flatness is poor, but approaching the thermal equilibrium of the LPE growth, can tend to minimize the entropy, so it can get high quality epitaxial layers. From Hall measurements, we get the carrier concentration about 8*1017(cm-3) at 300K and the average thickness is 7.99 um. Further, the X-ray diffraction pattern exhibits the growth plane and indicates the interaction between substrate and crystal epilayer.
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SU, TIAN-CAI, and 蘇添財. "1.3^^m InGaAsP/InP DH lasers grown by liquid phase epitaxy." Thesis, 1986. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/39042093498751176493.
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Kuo, Feng-Jen, and 郭豐任. "The study of GaAs solar cell by liquid-phase-epitaxy technology." Thesis, 2007. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/59221562128589139547.
Full textAbstract:
碩士國防大學中正理工學院
電子工程研究所
95
The purpose of this thesis is to discover the technology of the epilayer of GaAs solar cell and to investigate the material properties of epitaxial layer. III-V compound semiconductors are superior in efficiency, reliability, and radiation-resistivity as compared with silicon, but the cost is the opposite. Many research have discovered that III-V compound semiconductor material, with direct bandgap, are apt to photovoltaic system, so III-V are the best candidate material to develop the high efficiency solar cell. GaAs has the highest conversion efficiency among the III-V compound semiconductor material. Using the low-cost liquid-phase-epitaxy method to fabricate the GaAs solar cell, and build the research potential of military device laboratory. The emphasis of this research is to determine the maximum optical absorption versus the thickness of epitaxial layer of GaAs solar cell. The criteria in determining the thickness of epilayer are growth temperature and growth time. Other parameters are left further confirmed. From the results of experiments, growth temperature and growth time are evitable to affect the quality of epilayer. The purposes of this research are to determine the optimum growth temperature, growth time, and doping concentration, in order to get the mirror-like surface of GaAs epilayer. From the experimental data, the optimum growth temperature to develop the GaAs epilayer is 800℃; impurity doping ratio to develop requisite carrier concentration is 2/1000; appropriate growth time to develop 1μm-thick epilayer is 15 sec; the optimum annealing condition to develop the ohmic contact is at 400℃ for 3 min.
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Liu, Zong-Chi, and 劉榮吉. "Liquid-Phase Epitaxy of GaP/AlGaP Double Heterojunction Light- Emitting Diodes." Thesis, 1996. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/52491759696637143547.
Full textAbstract:
碩士國立清華大學
電機工程研究所
84
Recently, visible light sources in the short wavelength region have many attractive applications in full color display, optical information- processing systems such as optical disk memories and optical fiber communication systems with pla- stic fibers. For human vision, the relative eye sensitivity has the maximum value in the location of λ=555nm (pure green light) . Because the large energy gap of GaP is 2.26eV at room temperature, the green radiative recombination may be obser- ved in this material. Near pure green light-emitting diodes have been obtained from GaP/AlGaP double hetero-junction struct- ures. In this paper, we report the growth of n-Al0.3 Ga0.7P, p- GaP and p-Al0.3Ga0.7P epitaxial layers on (111)B GaP sub- strate from a fixed melt composition by LPE technique. At first , we study the electrical and optical properties of undoped-GaP and Al0.3Ga0.7P, then study the epitaxial layers of Te- or Mg- doped GaP and Al0.3Ga0.7P.The lowest carrier concentration of undoped GaP epitaxial layer is 3×1016 cm-3 measured by a mercury probe C-V method. It is grown at 952℃ and cooling rate of 0.5℃/min. The lowest carrier concentration of undoped Al0.3Ga0.7P epitaxial layer is 3.5×1016 cm-3. It is grown at 950℃ and cooling rate of 0.5℃/min.The carrier concentrations of GaP are from 1.6×1016cm-3 to 3×1018 cm-3 for p-type doped and from 2×1017 cm-3 to 2×1018 cm-3 for n- type do- ped, respectively. Finally, we grow three layers in a single run to fabricate double heterojunction p-Al0.3Ga0.7P/p- GaP/n- Al0.3Ga0.7P green LEDs.LEDs are characterized by the cur- rent-voltage (I-V) and electro-luminescence (EL) measureme- nts . A forward-bias turn-on voltage of 1.0447 V with an idea- lity factor of 1.51 are obtained from the current- voltage meas- urements.The wavelength of EL emission peak is around 558 nm at an operating current 20mA at room temperature. The external quantum efficiency of this device is about 4.35×10-3﹪.
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Lin, Shih-Po, and 林詩博. "Liquid-Phase Epitaxy of AlGaAs DH and DDH Light-emitting Diodes." Thesis, 1996. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/98428243271107480905.
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