Etude du chrome et du nickel dans Gap par spectroscopie d'absorption détectée thermiquement

Abstract

Le chrome et le nickel sont étudiés dans divers cristaux de GaP par résonance paramagnétique électronique et par absorption optique détectées thermiquement (RPE-DT et AO-DT). L’échauffement de l’échantillon dû à la relaxation ou à la désexcitation non radiative est observé à l’aide d’un thermomètre de carbone très sensible aux basses températures. L’objectif principal du travail est de rechercher des corrélations entre les signaux de RPE-DT et d’AO-DT. Pour ceci, des études des effets photo-induits et des variations des amplitudes des divers signaux en fonction de l’énergie du photon d’illumination sont effectuées. Dans GaP:Cr, des raies de RPE pouvant être attribuées à l’ion CR²⁺ substitutionnel isolé ont été détectées pour la première fois. L’examen des effets photo-induits sur les différentes raies de RPE-DT, paraissant liées au chrome, a montré que seules quelques unes présentent un seuil de photo-ionisation identique à celui des raies zéro-phonon (RZP) attribuées à des centres Cr²⁺ et Cr³⁺. A chaque RZP, il est possible de faire correspondre deux types de raies de RPE-DT l’une pouvait être due à l’ion isolé et l’autre à un centre associé. Ceci induit à reconsidérer les interprétations des RZP pour rechercher si elles sont dues à des ions Cr²⁺ et Cr³⁺ isolés ou faisant parie de complexes. Dans GaP:Ni, des effets photo-induites importants mettant en jeu Ni³⁺, Ni²⁺ et Ni⁺ sont observés. De nouvelles raies de RPE-DT, dont les variations des amplitudes en fonction de l’énergie du photon d’illumination sont similaires à celles des divers signaux d’AO-DT liés à la présence de Ni²⁺, sont attribuées à un centre Ni²⁺ pour lequel un modèle "Jahn-Teller dynamique orthorhombique" est proposé. Mais ce dernier diffère de celui présenté par Liro et Baranowski pour l’interprétation de la RZP correspondant à la transition ³T₁ (F) ³T₁ (P) de Ni²⁺.