Soutenance de thèse de Ali EL BARRAJ

Ecole Doctorale
Physique et Sciences de la Matière
Spécialité
PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : MATIERE CONDENSEE et NANOSCIENCES
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Electromigration,Microscopie à électrons lents,Diffusion de surface,Holographie,Thermomigration,
Keywords
Electromigration,Low Energy Electrpn Microscopy,Surface Diffusion,Holography,Thermomigration,
Titre de thèse
Croissance et Electro-Thermomigration sur surface de semiconducteur par microscopie à électrons lents.
Growth and Electro-Thermomigration on semiconductor surfaces by Low Energy Electron Microscopy
Date
Mercredi 13 Novembre 2019 à 14:00
Adresse
CINaM - UMR 7325 CNRS - Aix Marseille Université Campus de Luminy – Case 913 13288 MARSEILLE Cedex 09
Bibliothèque
Jury
Directeur de these M. Frédéric LEROY Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille
Rapporteur M. Geoffroy PRéVOT Institut des NanoSciences de Paris
CoDirecteur de these M. Stefano CURIOTTO Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille
Rapporteur M. Jean-Cristophe HARMAND Centre de nanosciences et de nanotechnologies - C2N
Examinateur Mme Lucia ABALLE ALBA Synchtrotron
Examinateur M. Alain PORTAVOCE Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence

Résumé de la thèse

Dans ce mémoire sont abordées quelques études sur la croissance, l'électromigration et la thermomigration de la surface des semiconducteurs tels que le Ge(111), le Si(100) et le Si(111). Sur le plan expérimental, la Microscopie à Electrons Lents (LEEM) nous a permis d'accéder à la dynamique des phénomènes in situ et en temps réel. Nous étudions l'électromigration et la thermomigration sur la surface de Si(100) qui présente deux reconstructions de surfaces (2×1) et (1×2) selon l'orientation des dimères. Nous montrons que l'anisotropie de diffusion peut affecter le sens de mouvement des nanostructures (trous et îlots). Nous étudions aussi l'électromigration et la thermomigration sur la surface de Si(111). Nous montrons que les trous (1×1) dans la phase (7×7) bougent dans le sens opposé au courant électrique, et dans le même sens du gradient thermique. Nous avons obtenu la charge effective et le coefficient de Soret des atomes de Si en présence d'un courant électrique et d'un gradient thermique. Enfin est abordée l'étude de la nucléation, la croissance et la coalescence dynamique de gouttelettes d'Au sur la surface d'Au/Ge(111), ainsi que l'électromigration des domaines 2D d'Au/Ge(111)-(√3×√3) dans la phase (1×1).

Thesis resume

This dissertation is focused on the study of the growth, electromigration and thermomigration of nanostructures on the surface of semiconductors such as Si(100), Si(111) and Ge(111). On an experimental viewpoint, Low Energy Electron Microscopy (LEEM) allows us to access to the dynamics of the phenomena in situ and in real time. We have studied under electromigration and thermomigration the motions of 2D monoatomic holes and islands on the Si (100) surface. We have shown that diffusion anisotropy due to (2×1) and (1×2) surface reconstructions can affect the direction of motion of nanostructures. We have also studied electromigration and thermomigration of Si (111) surface. We show that 2D-(1×1) holes in the (7×7) phase move in the direction opposite to the electric current, while in the direction of the thermal gradient. We have obtained the effective charge and the Soret coefficient of Si atoms in presence of an electric current and a thermal gradient. At last, the nucleation, growth and dynamic coalescence of Au droplets on Au/Ge(111) surface is studied, and the electromigration of 2D Au/Ge(111)-(√3×√3) domains on Au/Ge(111)-(1×1) surface.