Contribution à l’étude des propriétés structurale et optiques des alliages semi-conducteurs Cd(1-x)Zn(x)Te : Effet de la fraction molaires.

L'étude détaillée du semi-conducteur ternaire Cd₁₋ₓZnₓTe a révélé l'impact de la teneur en zinc sur ses propriétés structurales et optiques. Selon la loi de Vegard, l'augmentation du Zn réduit le paramètre de maille cristalline, contractant ainsi le réseau. Optiquement, l'énergie de gap croît avec la concentration de Zn, permettant un ajustement précis des propriétés électroniques. Le matériau présente une absorption et une transmittance optimales, avec des transitions électroniques modulables par la composition. Ces caractéristiques font de CdZnTe un matériau polyvalent pour applications optoélectroniques (détecteurs IR, cellules solaires, dispositifs à rayons X et γ, idéal pour le développement de composants photo-actifs performants. Mots clés : Semi-conducteurs ternaires, CdZnTe, propriétés stucturale, propriétés optique, fraction molaire, loi de Vegard.

Impact of elastic constants Cij and mole fraction x on elastic and acoustic properties of Cd(1-x)Zn(x)Te semiconductors alloy.

This study investigates the mechanical and acoustic properties of the ternary semiconductor alloy Cd₁₋ₓZnₓTe (CdZnTe), with a focus on how these properties evolve with varying zinc molar fractions. Using Vegard’s law to estimate alloy behavior from the binary compounds CdTe and ZnTe. We analyze key mechanical parameters such as elastic constants, elastic compliances, bulk modulus, shear modulus, Young’s modulus, Poisson’s ratio, Kleinman’s parameter and the anisotropic factor, as well as acoustic parameters such as wave and sound speeds and Debye temperature. Our results reveal that increasing zinc content enhances the material’s mechanical stiffness and acoustic performance, reflecting stronger interatomic bonding. These findings underline the importance of composition-dependent tuning for optimizing CdZnTe in applications such as radiation detectors, infrared optics, and mechanically demanding devices. Key words : Cdx-1ZnxTe, molar fractions, Vegard’s law, elastic constants, elastic compliances, mechanical properties, and acoustic properties.

Étude des Propriétés élastiques des Composés Semi-conducteurs ternaires.

Dans ce travail, nous avons étudié la variation du module de compressibilité et le module d’élasticité en fonction de la pression pour un composé semi-conducteur ternaire, CdMnTe, de type semi-magnétique en appliquant l’équation d’état de Murnaghan. En déterminant les deux coefficients utilisés dans cette équation d’état, B0 et B0’, par une régression sur les valeurs de l’énergie en fonction du volume obtenues par un calcul ab-initio. Nous avons intéressé d’étudier l’influence de la pression sur le module de compressibilité et sur le module élastique où nous avons changé la concentration molaire des composés élémentaires qui forme ce matériau traité sois par la méthode approximative GGA-PW, sois par d’autres méthodes approximatives. Nos résultats ont montré une croissance linéaire pour B(P) et une décroissance exponentielle de K(P), Sachant que l’élasticité exprime que l’effet est réversible et permet de revenir à l’état initial. Alors, l’élasticité a une limite, qui est dépendante de la pression. De plus, ces résultats permettent une analyse précise du profil de concentration du composé ternaire semi-magnétique considéré, CdMnTe. Mots clés : ab-initio, module de compressibilité, module d’élasticité, Pression, Semi-conducteurs ternaire.

Étude des Propriétés des Composés Semi-conducteurs pour des Applications Électroniques.

Dans ce travail, nous avons effectué des simulations par logiciel MATLAB, en appliquant l’équation d’état de Murnaghan se basant sur la théorie de la fonctionnelle de densité, DFT, utilisant différentes approximations pour traiter des propriétés des semi-conducteurs binaires. Nous avons intéressé d’étudier l’influence de la pression sur le volume d’un matériau où nous avons choisi plusieurs semi-conducteurs binaires traités par différentes méthodes d’approximations et d’autres sont regroupés en différentes familles comme des composés basés sur des terres rares. Nos résultats ont montré une décroissance exponentielle de V(P), ces conséquences donnent un bon accord avec les résultats obtenus expérimentalement et avec d’autres travaux théoriques, Par conséquent, on peut conclure que l’équation d’état de Murnaghan présente une meilleure optimisation du volume en fonction de la pression. Mots clés : DFT, Équation d’état, Volume, Pression, Semi-conducteurs Binaires

Comportement de Nouveaux Composés dédies aux Applications Optiques Non Linéaires.

Les phénomènes de l’optique non linéaire permettent de réaliser des dispositifs plus efficaces et plus compacts assurant des fonctions telles que la conversion de fréquence ou le traitement du signal. Cependant, les applications dans le domaine de photonique nécessitent la synthèse des matériaux performants et spécifiques, en raison de leur facilité de mise en œuvre et de leur possibilité d’optimisation. Ce travail concerne, en première partie l’étude de principe de base d’ONL (les origines, la polarisation, la susceptibilité et l’indice non linéaire,…etc). Ensuite, l’étude des propriétés ONL des trois différents matériaux qui représentent une matière prometteuses pour ce domaine. Une étude expérimentale et théorique des propriétés de ces matériaux a été effectuée au moyen de différentes techniques de caractérisation (GSH, GTH, Z-Scan et DFWM). Des bons résultats ont été obtenus, montrent l’influence des processus de transfert d’électrons pour l’amélioration des propriétés optiques non linéaires du deuxième et du troisième ordre. Mots clés : ONL, Nouveau Matériaux, Susceptibilité, Propriétés ONL.

Etude des propriétés du SiC pour des applications hyperfréquences.

Dans le domaine de l’électronique de puissance les dispositifs en carbure de silicium, sont bien adaptés pour fonctionner dans des environnements à haute température, haute fréquences, haute puissance, haute tension et haute radiation car le matériau semi-conducteur en silicium est moins performant. Le carbure de silicium possède en effet des caractéristiques en température et en tenue aux champs électriques bien supérieure au silicium, ces caractéristiques permettent le développement des améliorations significatives dans une grande variété d’applications et des systèmes. Le carbure de Silicium, SiC, est produit en nombreux polytypes, aux propriétés légèrement différentes, les plus importantes étant : l’hexagonal et le cubique. De plus, le SiC est le matériau phare pour la réalisation des dispositifs électroniques fonctionnent à des tensions élevées en raison de ses propriétés thermiques et électriques. C’est dans cette optique, que de nombreuses années, l’industrie des technologies hyperfréquences travaille sur les propriétés de SiC. Pour cette raison notre travail basé sur l’étude de différentes propriétés, physiques, chimiques, électriques, thermiques, mécaniques et optiques de SiC, qui font du carbure de Silicuim un matériau bien adapté à la réalisation de composants de puissance.

Étude et Optimisation d’un Transistor AlGaAs/GaAs HEMT.

Étude et Optimisation d’un Transistor AlGaAs/GaAs HEMT.

Détermination de l’épaisseur et de l’indice de réfraction des couches minces CFTS préparées par évaporation thermique sous vide.

Les cellules photovoltaïques sont essentielles dans la transition vers une économie mondiale basée sur les énergies renouvelables, offrant une source d'énergie propre et compétitive. Les chalcogénures de cuivre, fer et étain (CFTS) émergent comme des matériaux prometteurs pour les cellules solaires, offrant une efficacité énergétique comparable aux technologies établies. Malgré des défis persistants, la recherche continue sur les CFTS ouvre la voie à une énergie solaire plus efficace et respectueuse de l'environnement. Notre étude se concentre sur le développement et la compréhension des propriétés des matériaux chalcogénures, notamment le CFTS, sous forme de couches minces. Nous élaborons ces couches minces par évaporation thermique sous vide et étudions leurs propriétés optiques, en particulier l'indice de réfraction et l'épaisseur. De plus, analyser l'effet de l'épaisseur sur la transmittance des couches minces de CFTS.

Élaboration et caractérisation optiques des couches minces CFTS

Dans le présent travail, l’un des aspects important d’une caractérisation optique de couche mince est l’étude de ses propriétés optiques (Transmittance, Reflectance et Absorbance). Pour cela, ces propriétés optiques ont été mesurées à l’aide d’un spectrophotomètre UV-Vis, travaillant dans la gamme de 300 à 1800 nm, pour des matériaux Chalcogénures CFTS en couche minces préparées par évaporation thermique sous vide. Les spectres UV-Visible de transmittance optique des couches montrent que les films CFTS sont de bonnes qualités avec une transmittance de 50% dans le Visible. Á partir des spectres de reflectances, nous avons déterminer plusieurs paramètres optiques tels que l’indice de réfraction, nc, l'épaisseur, d, le coefficient d’absorption, α, et le gap, Eg, des couches minces CFTS, en utilisant la méthode de franges d’interférences (la méthode de Manifacier et Swanepoel). Par conséquent, les valeurs de l’indice de réfraction nc des couches minces CFTS sont approximées à ncmoy = 1,83 sur tout le domaine de longueur d’onde (300 – 1800 nm). Il est intéressant de noter que ces valeurs sont en bon accord avec les valeurs trouvées dans la littérature. De plus, les valeurs de l’épaisseur de ces couches CFTS sont en bon accord avec la méthode appliquée, elles se varient de 843.87 nm à 1191.82 nm. Également, on a eu des échantillons CFTS avec coefficients d’absorption idéale dans l’intervalle visible, ce qui est important pour la conversion photovoltaïque. Finalement, la valeur du gap optique Eg a été déterminée par extrapolation, on obtient Eg de l’ordre de 2.8 eV ce qui explique que nos échantillons CFTS sont amorphes, et pour passer à la structure cristalline (diminuer le gap optique Eg ≈ 1,5 eV) il faut effectuer une sulfuration des couches.