Transcript Réseau direct : Image MEB - CGE-2012

Détermination des conditions
d’épitaxie
?
?
?
?
?
?
Couche mince de MnAs/GaAs
produite par Epitaxie par Jets
Moléculaires et observée par
Microscopie Electronique à
Transmission.
Motivations de MnAs/GaAs
MMnAs
Vg=0
GaAs
Détermination des conditions
d’épitaxie
?
?
?
?
?
?
Couche mince de MnAs/GaAs
produite par Epitaxie par Jets
Moléculaires et observée par
Microscopie Electronique à
Transmission.
Construction de la maille de GaAs
c
Réseau de Bravais ?
z
x
Multiplicité de la maille cubique ?
y
Motif ?
Orientation de la maille par rapport à l’image MET ?
a
b
c
GaAs :
Réseau de Bravais ?
Multiplicité de la maille cubique?
Motif?
z
x
a
Cubique P
y
b
Cubique I
Cubique F
Construction de la maille de GaAs
c
Multiplicité de la maille cubique ? 4
z
x
a
Réseau de Bravais ? cF Cubique à faces centrées
y
Motif ? Ga (0,0,0) et As (¼, ¼, ¼)
b
[1 0 2]
Rangées et plans
–
[1 2 2]
c
b
[1 1 0]
a
c
b
a
LES PLANS 3D

c

a

b
(1 0 0)
(0 0 1)
(0 1 1)
(-1 0 1)
(1 1 1)
(1 1 -1)
(2 0 1)
(2 2 1)
CARINE
Orientation par rapport au MEB
?
?
?
?
?
?
CARINE
Distances
2,2,2
2,2,0
1,1,1
0,0,2
c*
b*
a*
1,1,-1
-1,-1,1
-2,-2,2
-2,-2,0
-1,-1,-1
-2,-2,-2
Analyse cliché diffraction :
1/d(111) = 0.3065 Å-1  d(111) = 3.263 Å
1/d(200) = 0.354 Å-1  d(200) = 2.825 Å
0,0,-2
2,2,-2
DISTANCE INTERRETICULAIRE
•Pour les différents systèmes :
–Monoclinique
dhkl =
–Orthorhombique
dhkl =
–Quadratique
(tetragonal)
dhkl =
–Hexagonal
–Cubique
dhkl =
dhkl =
1
 2

l2 2 hl
1
k2
h

 2 + 2a
c a c cos sin2 + b2
1
h 2 k 2 l2
a2 + b2 + c2
1
h2 + k2 l2
a2 + c2
1
4
l2
2
2
3 a2 (h + k + hk) + c2
a0
h2 + k2 + l2
•GaAs : a = 5,65 Å
a0
2
2
2
h +k +l
dhkl =
2,2,2
2,2,0
1,1,1
0,0,2
c*
b*
a*
1,1,-1
2,2,-2
d(111)
-1,-1,1
-2,-2,2
-2,-2,0
-1,-1,-1
-2,-2,-2
0,0,-2
d(002)
Orientation par rapport au MEB
b
c
a
yz
x
GaAs : plan (1, 1, 1)
b
c
a
z
y
x
d111 = 1/ d*111 = a/√(1+1+1) = 5,65/ √3 = 3,26 Å
GaAs : plan (0, 0, 2)
z xy
c
ba
d002 = 1/ d*002 = a/√(0+0+4) = 5,65/2 = 2,825 Å
Plan (1,1,1) : surface du substrat
de GaAs
c
z
x y
a
b
GaAs : plan (4, -2, -2)
b
c
a
yz
x
d4,-2-2 = 1/ d*4,-2-2 = a/√(16+4+4) = 5,65/ √24 = 1,15 Å
GaAs : plan (-1, 3, 3)
Zone axis : [0,0,0]
-1,-3,-3
-1,-3,-1
-1,-1,-3
b
c
a
1,-3,-3
0,-2,-2
-1,-1,-1
-1,-3,1
-1,1,-3
1,-3,-1
1,-1,-3
0,-2,0
0,0,-2
-1,-3,3
-1,-1,1
-1,1,-1
-1,3,-3
1,-1,-1
1,-3,1
1,1,-3
0,-2,2
0,2,-2
yz
x
b*
c*
-1,-1,3
-1,3,-1
-1,1,1
a*
1,-3,3
1,-1,1
1,1,-1
1,3,-3
0,0,2
0,2,0
-1,1,3
-1,3,1
1,-1,3
1,3,-1
1,1,1
0,2,2
-1,3,3
1,1,3
1,3,1
1,3,3
d-1,3,3 = 1/ d*1,3,3 = a/√(19) = 5,65/ √19 = 1,30 Å
Image du réseau réciproque par diffraction
d’électrons
Zone axis : [0,-1,1]
-3,-3,-3
-1,-3,-3
-2,-2,-2
-3,-1,-1
1,-3,-3
0,-2,-2
-1,-1,-1
3,-3,-3
2,-2,-2
-2,0,0
-3,1,1
1,-1,-1
-1,1,1
a*
c*
b*
-2,2,2
3,-1,-1
2,0,0
-3,3,3
1,1,1
0,2,2
3,1,1
-1,3,3
2,2,2
1,3,3
3,3,3
Cliché de diffraction = contributions de GaAs + MnAs car epitaxié
SYSTÈME HEXAGONAL
•
•
a=b≠c
a = b = π/2 g =
2π/3
Éléments de symétrie :
- 1 axe de symétrie 6
avec un miroir 
- 6 axes de symétrie 2
avec 6 miroirs 
- un centre de symétrie
MnAs :
c
y
b
z
y
z
c
x
x
a
On remarque la symétrie hexagonale.
b
a
MnAs :
CARINE
CARINE
-2,0,2
-1,0,2
0,0,2
1,0,2
2,0,2
-2,0,1
-1,0,1
c*
1,0,1
2,0,1
-2,0,0
-1,0,0
b* 1,0,0
a*
2,0,0
-2,0,-1
-1,0,-1
1,0,-1
2,0,-1
-2,0,-2
-1,0,-2
1,0,-2
2,0,-2
c
z
yx
b
a
0,0,-2
Zone axis : [0,-1,1]
-3,-3,-3
Orientation rélative MnAs GaAs
-1,-3,-3
-2,-2,-2
-3,-1,-1
1,-3,-3
0,-2,-2
-1,-1,-1
3,-3,-3
0
-2,0,0
-3,1,1
2,-2,-2
0
1,-1,-1
0
-1,1,1
0
b*
c*
a*
-2,2,2
3,-1,-1
2,0,0
-3,3,3
0
1,1,1
0,2,2
0
-1,3,3
3,1,1
2,2,2
1,3,3
00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
00
3,3,3
0,-2,-2
0,-2,-1
0,-2,0
0,-2,1
0,-2,2
0,-1,-2
+
0,0,-2
0,1,-2
0,2,-2
0,1,-1
0,2,-1
b*
0,1,0
0,2,0
c*
0,1,1
0,2,1
0,0,2
0,1,2
0,2,2
0,-1,-1
a*
0,-1,0
0,-1,1
0,-1,2
Conditions d’épitaxie :
(-1-1-1)GaAs// (001)MnAs et [0-11]GaAs // [110] MnAs
c
[001]
z
x
y
a
b
[-110]
[110]
z x
y
c
ba
-112 GaAs // 120 MnAs
Réseau réciproque de GaAs
Zone axis : [0,0,0]
2,-2,2
0,-2,2
-2,-2,2
c
2,-2,0
0,-2,0
1,-1,1
-2,-2,0
-1,-1,1
0,0,2
2,0,2
2,-2,-2
-2,0,2
a
z
0,-2,-2
-2,-2,-2
c*
1,-1,-1
2,0,0
-1,-1,-1
a*
x
-2,0,0
-1,1,1
y
1,1,1
2,2,2
0,2,2
-2,2,2
b*
-2,0,-2
-1,1,-1
0,2,0
2,0,-2
0,0,-2
1,1,-1
2,2,0
-2,2,0
b
2,2,-2
0,2,-2
-2,2,-2
h,k et l ont la même parité.
GaAs : Réseau direct et réseau réciproque
Zone axis : [0,0,0]
c
-2,-2,2
-2,0,2
0,-2,2
-2,2,2
0,0,2
2,-2,2
0,2,2
2,0,2
2,2,2
-1,-1,1
z
c*
1,-1,1
-1,1,1
1,1,1
-2,-2,0
x
y
-2,0,0
0,-2,0
-2,2,0
b*
a*
2,-2,0
0,2,0
2,0,0
2,2,0
-1,-1,-1
-1,1,-1
1,-1,-1
1,1,-1
a
b
-2,-2,-2
-2,0,-2
0,-2,-2
-2,2,-2
0,0,-2
2,-2,-2
0,2,-2
2,0,-2
2,2,-2