Application de la spectroscopie de photoacoustique dans l’analyse des propriétés optiques des effets d’implantation de Ne+ et de Xe+ dans CuInSe2

Abstract

La spectroscopie de photoacoustique est une technique puissante qui est de plus en plus utilisée dans la caractérisation des semiconducteurs. Elle est non destructive et n'exige pas de contacts électriques. En plus, elle offre la possibilité d'analyse du profil des échantillons. Le composé ternaire semiconducteur CuInSe2 attire beaucoup d’attention du à ses propriétés physiques applicables dans la fabrication de dispositifs photovoltaïques. Le rendement des cellules solaires à base de ce matériau est loin d’être atteint vis-à-vis sa limite théorique prévue. L’implantation ionique consiste à bombarder un matériau avec des ions de l’impureté désirée à des énergies variant de quelques keV à quelques MeV. Cependant cette technique n’est pas sans inconvénients, le plus important, est dû aux dégâts de radiation qui peuvent créer des couches amorphes quand le dosage est important. Dans cette thèse, on exploite pour la première fois les mesures obtenues de la spectroscopie de photoacoustique dans l’analyse des propriétés optiques des effets d’implanter des ions de néon et de xénon à différentes doses et avec une énergie de 40 keV dans différents échantillons du monocristal CuInSe2. Une simulation à l’aide de l’outil SRIM-2010 a été faite afin d’optimiser le processus d’implantation aussi bien que d’appréhender la formation des défauts dans le CuInSe2 suite à l’implantation. Afin de séparer uniquement le spectre de la couche implantée de celui du substrat, on a développé deux modèles qui se basent sur des mesures de la spectroscopie de photoacoustique : un modèle à deux couches où on a dérivé une relation théorique pour l’amplitude du signal photoacoustique normalisé, et l’autre qui se base sur la méthode de résolution de phase. Une fois la séparation des spectres est faite, on étudie les l’effet des implants Ne+ et du Xe+ sur les propriétés optiques du semiconducteur ternaire CuInSe2. Des mesures de topologie de surface et autres electriques ont été prises des échantillons.Les Résultats obtenus sont comparés à ceux publiés dans la littérature.