Les activités de recherche de LRHEA concernent essentiellement la croissance et la caractérisation des matériaux III-V. L’optimisation des propriétés des couches minces, épitaxiées par EPVOM au sein du laboratoire, demande l’utilisation d’un arsenal de techniques de caractérisations morphologiques, structurales, électriques et optiques.
- Conception et montage à la main des Bâtis EPVOM : le laboratoire est spécialisé dans la conception et le montage des bâtis EPVOM. Trois bâtis ont été déjà conçu et installés à la main par les chercheurs du laboratoire.
- Optimisation de l’hétéro-épitaxie des semi-conducteurs III-As et III-N (Epitaxie).
- Caractérisations optiques: le laboratoire dispose de plusieurs techniques de caractérisations optiques et électriques. Deux bancs de caractérisations optiques par photoluminescence (PL) et par photo-réflectance (PR) sont installés. La séparation entre ces deux bancs est justifiée par la croissance de deux type de matériaux III-As (à faible gap) et III-N (à grand gap), ce qui permet l’étude des propriétés optiques dans les gammes spectrales associées : UV-V (340-1500 nm) et IR (1500 -4000 nm).
Spectres PL et PR obtenus à 10 K pour une couche de GaN élaborée avec traitement SiN
Références:
Photoreflectance investigation of exciton-acoustic phonon scattering in GaN grown by MOVPE,
Bouzidi, M., Soltani, S., Halidou, I., Chine, Z., El Jani, B.
(2016) Solid State Sciences, 54, pp. 59-63.
- Les spectres de PR de la figure ci-dessous correspondant à des couches GaN:Si présentent des oscillations de Franz Keldysh (FKO) au-dessus du gap. C’est le signe de l’existence d’un champ électrique important à l’intérieur de ces couches. L’exploitation de ces oscillations dévoile une méthode très importante pour simplifier l’interprétation du spectre PR. Cette méthode permet de mesurer l’énergie du gap et le champ électrique interne du semi-conducteur ainsi que le coefficient d’élargissement de la transition.
Spectres PR mesurés à différentes températures pour GaN : Si
Spectres PR mesurés à température ambiante pour des couches de GaN :Si pour différents débits de SiH4
Références:
Optical characterization by photoreflectance of GaN after its partial thermal decomposition,
Malek, W., Kahouli, A., Bouzidi, M., Chaaben, N., Alshammari, A.S., Salvestrini, J.P., Rebey, A.
(2021) Optik, 248, art. no. 168070.
A Systematic Methodology for the Analysis of Multicomponent Photoreflectance Spectra Applied to GaAsBi/GaAs Structure,
Guizani, I., Fitouri, H., Zaied, I., Rebey, A.
(2020) Physics of the Solid State, 62 (6), pp. 1060-1066.
Photoreflectance and photoluminescence study of annealing effects on GaAsBi layers grown by metalorganic vapor phase epitaxy
Chine, Z., Fitouri, H., Zaied, I., Rebey, A., El Jani, B.
(2018) Semiconductor Science and Technology, 25 (6), art. no. 065009, .
Time-resolved photoluminescence and photoreflectance spectroscopy of GaN layers grown on SiN-treated sapphire substrate:
Optical properties evolution at different growth stages,
Bouzidi, M., Soltani, S., Chine, Z., Rebey, A., Shakfa, M.K.
(2017) Optical Materials, 73, pp. 252-259.
Photoreflectance investigation of exciton-acoustic phonon scattering in GaN grown by MOVPE,
Bouzidi, M., Soltani, S., Halidou, I., Chine, Z., El Jani, B.
(2016) Solid State Sciences, 54, pp. 59-63.
Photoreflectance investigation of band gap renormalization and the Burstein-Moss effect in Si doped GaN grown by MOVPE,
Bouzidi, M., Benzarti, Z., Halidou, I., Soltani, S., Chine, Z., El Jani, B.
(2016) Materials Science in Semiconductor Processing, 42, pp. 273-276.
Photoreflectance study of GaN grown on SiN treated sapphire substrate by MOVPE,
Bouzidi, M., Benzarti, Z., Halidou, I., Chine, Z., Bchetnia, A., El Jani, B.
(2015) Superlattices and Microstructures, 84, pp. 13-23.
Photoreflectance and photoluminescence study of localization effects in GaAsBi alloys,
Fitouri, H., Essouda, Y., Zaied, I., Rebey, A., El Jani, B.
(2015) Optical Materials, 42, pp. 67-71.
- Caractérisations structurales par DRXHR: Grace à des coopérations, le laboratoire accède à des techniques de caractérisations structurales (DRXHR) et morphologiques (AFM et MEB), spectroscopiques (XPS, SIMS) et optiques (CL). La corrélation des propriétés des couches minces avec les conditions de croissance permet d’établir des codes de croissance.
Le taux de Bi dans GaAsBi ainsi que la contrainte et la mosaicité dans ces matériaux sont souvent déterminés par DRXHR.
Mesure de rayon de courbure de GaN/Si(111) Les carrés pleins représentent les mesures expérimentales de la position de la réflexion Si (111) en fonction de la position du spot de rayons X incidents (y).
Evolution de la largeur à mi-hauteur des réflexions (h0.l) en fonction de leurs inclinaisons (τB) par rapport aux plans (00.l) et mesure du tilt et twist dans GaN/Si(111).
Références:
High‐Resolution X‐Ray Diffraction of III–V Semiconductor Thin Films
Hédi Fitouri, Mohamed Mourad Habchi and Ahmed Rebey
FROM THE EDITED VOLUME X-ray Scattering
Edited by Alicia Esther Ares (2017)
High resolution X-ray diffraction of GaN grown on Si (1 1 1) by MOVPE,
Chaaben, N., Boufaden, T., Fouzri, A., Bergaoui, M.S., Jani, B.E.
(2006) Applied Surface Science, 253 , pp. 241-245.
Courbes de DRXHR d’une couche GaAsBi (a) réflexion symétrique (004) (b) réflexion asymétrique (115).