Study of the effects of irradiation by electrons in silicon carbide. - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2008

Study of the effects of irradiation by electrons in silicon carbide.

Etude des effets d'irradiation dans le polytype cubique du carbure de silicium par les techniques spectroscopiques de photoluminescence et de résonance paramagnétique électronique.

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Jérémie Lefevre

Abstract

This experimental work involved the study of point defects induced by electron irradiation in the crystal structure of cubic silicon carbide (SiC) using spectroscopic techniques at low temperature photoluminescence (LTPL) and electron spin resonance (ESR) . The first of these measurement tools has allowed to estimate the energy seujl displacement in the silicon sub-network and then analyze the thermal stability of radiation defects in the field of low temperatures (10 - 300K) then range of high temperatures (300 - 1400 K). Moreover, on the basis of a recent theoretical model, this thesis has confirmed the proposal of the isolated silicon antisite center D! One whose persistence beyond the design operating temperature nuclear fission reactors of Generation IV, which is partly intended SiC, is particularly problematic. Measures taken by EPR under illumination were finally allowed to detect a new defect in its metastable state spin S = 1, possibly associated with a configuration of interstitial silicon.
Ce travail expérimental a consisté en l'étude des défauts ponctuels induits par une irradiation électronique dans la structure cristallographique cubique du carbure de silicium (SiC) au moyen des techniques spectroscopiques de photoluminescence à basse température (LTPL) et de résonance paramagnétique électronique (RPE). Le premier de ces deux outils de mesures a permis d'estimer l'énergie seujl de déplacement dans le sous-réseau silicium puis d'analyser la stabilité thermique des défauts d'irradiation dans le domaine des basses températures (10 – 300K) puis dans la gamme des hautes températures (300 – 1400 K). Par ailleurs, sur la base d'un modèle théorique récent, cette thèse a corroboré la proposition de l'antisite de silicium isolé pour le centre D! 1 dont la persistance au-delà de la température nominale de fonctionnement des réacteurs nucléaires à fission de génération IV, pour lequel SiC est en partie destiné, se révèle particulièrement problématique. Des mesures entreprises par RPE sous illumination ont enfin permises de détecter un nouveau défaut dans son état métastable de spin S=1, possiblement associé à une configuration d'interstitiel de silicium.
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Dates and versions

pastel-00003496 , version 1 (27-07-2010)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00003496 , version 1

Cite

Jérémie Lefevre. Etude des effets d'irradiation dans le polytype cubique du carbure de silicium par les techniques spectroscopiques de photoluminescence et de résonance paramagnétique électronique.. Physique [physics]. Ecole Polytechnique X, 2008. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00003496⟩
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