Caractéristiques électriques des interfaces homojonction et

République Algérienne Démocratique et Populaire
ــــــــا ــــا و ــــــا ــــا ةرازو
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
UNIVERSITE DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN Mohamed Boudiaf
Faculté des Sciences
Département de Physique
Spécialité : Physique. Option : Physique des Plasmas et Matériau
Conducteurs et Leurs Applications
MEMOIRE
Présenté par :
Mr : MECHRAOUI SAAD
Pour l’obtention du diplôme de Magister en physique
Thème
Caractéristiques électriques des interfaces
homojonction et hétérojonction à bases d’antimoniures :
Application à une cellule photovoltaïque
GaSb(p)-GaSb(n)
Soutenu le 23 / 10 / 2012
devant la commission d’examen composé de :
Président Mr Belasri Ahmed Professeur USTO. Oran
Rapporteur Mr Aït Kaci Hocine Professeur USTO. Oran
Examinateur Mr Kameche Mostpha Professeur USTO. Oran
Examinateur Mr Teboune Abdelghani M.C « A» USTO. Oran
Membre invité Mr Mebarki Mohamed Professeur Univ.Oran Es Sénia
Année universitaire : 2012/2011

A mes parents, à mes beaux-parents
A toute ma famille
A tous ceux qui me sont chers

REMERCIEMENT
REMERCIEMENTREMERCIEMENT
REMERCIEMENTS
SS
S
Ce travail a été effectué au sein du Laboratoire de Physique des Plasmas Matériaux
Conducteurs et leurs Applications (LPPMCA) de l’Université des Sciences et de la
Technologie d’Oran (USTO) « Mohammed Boudiaf ».
J’exprime ma profonde gratitude à Monsieur H. AIT KACI pour m’avoir accueilli et
encadré tout au long de ce travail et qui m’a offert l’occasion de travailler sur ce thème. Je
tiens aussi à le remercier pour l’aide et les conseils qu’il n’a cessé de m’apporter au cours de
ma formation, malgré ses lourdes taches pédagogiques.
Je remercie vivement Monsieur A. BELASRI pour m’avoir accueilli au sein de son
équipe et d’avoir accepté de juger ce modeste travail
Mes remerciements vont aussi à Monsieur le professeur M. KAMECHE, pour avoir
accepté de juger ce travail et de faire partie du jury.
Je remercie aussi Monsieur A. TEBBOUNE, Maître de conférences, pour avoir
accepté de juger ce travail et de faire partie du jury.
Je remercie aussi Monsieur M. MEBARKI, professeur à l’Université d’Oran Es Sénia,
pour avoir accepté de juger ce travail et de faire partie du jury d’examination.
Mes remerciements vont à Madame Z. CHERRAK , pour avoir accepté de lire le
manuscrit et d’y apporter sa touche personnelle.
Mes remerciements vont inévitablement aussi à toute ma famille, grands et petits, mes
parents, mes frères et sœurs, mon frere M. Khaled, sa petite famille et sur. Tou à ma femme
Z.Assia qui m’a soutenu le long de ce travail ainsi qu’à mes beaux parents.
Je tiens aussi à remercier toutes les personnes qui ont participé de près ou de loin à la
réalisation de ce travail et surtout : Les membres du Laboratoire : Bahaous, Khaled, Kada,
Mennad, Amer, Mansour, D.Amir, H.Zoheir, O.Mbarek, pour leur disponibilité, conseil et
soutien, ainsi que mes amis.
La liste est longue… Merci à tous………

TABLE DES MATIÈRES
INTRODUCTION GENERALE 01
CHAPITRE I :
PROPRIETES PHYSIQUES DES ALLIAGES SEMICONDUCTEURS III-V
A BASE D’ANTIMOINE (Sb)
03
I-1 Introduction 03
I-2 Propriétés physiques de l’alliage binaire GaSb à T = 300K 04
I-2-1 Structure cristalline 04
I-2-2 Energies de transitions et affinité électronique 05
I-2-3 Propriétés de transport du GaSb à T = 300K 06
I-3 Méthode de calcul des propriétés des alliages ternaires et quaternaires 07
I-3-1 Loi de vegard : description 07
I-3-2 Energies de transitions pour les alliages ternaires et quaternaires 08
I-3-3 Propriétés physiques des composés binaires III-V à T = 300K 08
I-4 Propriétés physiques de l’alliage ternaire InAsSb à T = 300K 11
I-4-1 Structure cristalline 11
I-4-2 Energies de transitions et affinité électronique 12
I-4-3 Propriétés de transport de l’alliage InAs
0.9
Sb 14
I-5 Propriétés physiques de l’alliage quaternaire GaAlAsSb à T = 300K 14
I-5-1 Structure cristalline 14
I-5-2 Energies de transitions et affinité électronique 15
I-5-3 Propriétés de transport de l’alliage Ga
0.6
Al
0.4
As
0.034
Sb
0.96
17
I-6 Conclusion 19

CHAPITRE II :
CARACTERISTIQUES ELECTRIQUES DES INTERFACES
HOMOJONCTION ET HETEROJONCTION
A L’EQUILIBRE
20
II-1 Introduction 20
II-2 L’homojonction et l’hétérojonction p-n à l’équilibre 21
II-2-1 Champ et potentiel électriques dans une homojonction 22
II-2-2 Diagramme énergétique d’une homojonction p-n 23
II-2-3 Champ et potentiel électriques dans une hétérojonction 23
II-2-4 Diagramme énergétique d’une hétérojonction p-n 24
II-3 Le système à homojonction GaSb-p / GaSb-n à T = 300K 26
II-3-1 Distribution du champ électrique E 26
II 3-2 Distribution du potentiel électrique V 26
II-3-3 Diagramme des bandes d’énergies 27
II-4 Le système à hétérojonction GaSb-p / InAs
0.9
Sb-n à T = 300K 28
II-4-1 Distribution du champ électrique E 28
II 4-2 Distribution du potentiel électrique V 29
II-4-3 Diagramme des bandes d’énergies 30
II-5 Le système à hétérojonction GaSb-p / GaAl
0.4
As
0.034
Sb-n à T = 300K 31
II-5-1 Distribution du champ électrique E 31
II 5-2 Distribution du potentiel électrique V 32
II-5-3 Diagramme des bandes d’énergies 33
II-6 Bilan des résultats et comparaison 34
II-7 Conclusion 36