Etude des composés ternaires à base de nitrures , en utilisant la méthode de simulation de monte Carlo.

Abstract

Dans ce travail nous avons étudié le phénomène de transport électrique dans les composés ternaires à base de nitrures : AlGaN et InGaN. Cette étude est un domaine de recherche majeur pour leurs applications en électronique et en optoélectronique. Les avantages intrinsèques de ces matériaux résident dans les points suivants : Tension de claquage élevée grâce à la grande bande interdite, permettant des impédances de sortie élevées. Vitesses de saturation et de pic élevées. Grande linéarité, résistance aux pulses électromagnétiques, stabilité à haute température, stabilité chimique, surtout pour l’alliage AlGaN, car ce dernier présente un gap relativement élevé par rapport à l’alliage InGaN. AlGaN peut résister à des températures allant au-delà de 1000 K. InGaN ne peut pas résister à des températures supérieures à 700 K. Les deux alliages ne sont pas encore très bien maitrisés surtout l’alliage InGaN, et on trouve beaucoup de contradictions parfois considérables dans la littérature. Les recherches sont donc loin d’être terminées, elles sont toujours en course pour tout savoir sur ces matériaux surtout dans le domaine de l’optoélectronique car en utilisant ces alliages, on peut couvrir tout le spectre visible et l’UV. Pour l’étude du transport électrique dans les deux matériaux AlGaN et InGaN sous la structure cubique, nous avons utilisé la méthode de simulation de Monte Carlo qui consiste à simuler le comportement des électrons dans la bande de conduction. Dans le régime stationnaire ; nous avons calculé l’évolution de la vitesse et de l’énergie en fonction du champ électrique, pour différentes températures et différentes concentrations d’électrons. Dans le régime transitoire ; nous avons calculé la variation de la vitesse en fonction du temps. Cette étude nous a permis aussi de calculer l’influence de la température et du dopage sur la vitesse des électrons. Cette méthode de simulation est utilisée par plusieurs chercheurs qui lui ont apporté des améliorations par l’augmentation du nombre de particules étudiées par exemple, pour qu’elle soit plus précise. 220 Des résultats trouvés, nous pouvons tirer quelques conclusions : InGaN qui présente des probabilités d’interactions plus petites que AlGaN. La vitesse de dérive des électrons dans l’alliage InGaN est plus importante que dans AlGaN La vitesse de dérive des électrons dans l’alliage InGaN est grande pour des petites valeurs du champ électrique, tandis que dans AlGaN, elle est plus faible mais elle se produit pour des grandes valeurs du champ électriques. Le champ critique est plus grand dans l’alliage AlGaN que dans InGaN. La vitesse diminue en augmentant la température. Pour l’alliage AlGaN, la température excède 1000 K alors qu’elle n’est que de 77 K pour InGaN.  L’alliage InGaN est plus intéressant pour les petites valeurs de champs électriques et les petites températures, tandis que l’alliage AlGaN est plus recommandé pour les grandes valeurs des champs électriques et les grandes températures.