Numéro |
J. Phys. Colloques
Volume 43, Numéro C5, Décembre 1982
Colloque International sur l'Epitaxie des Semiconducteurs / Epitaxial Growth of Semiconductor Material
|
|
---|---|---|
Page(s) | C5-47 - C5-60 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1982507 |
J. Phys. Colloques 43 (1982) C5-47-C5-60
DOI: 10.1051/jphyscol:1982507
LE MODELE "D. L. P. - ORDRE-CONTRAINTE" : INFLUENCE DU DESORDRE CHIMIQUE ET DU SUBSTRAT D'EPITAXIE SUR LES DIAGRAMMES D'EQUILIBRE TERNAIRES & QUATERNAIRES I I I-V
A. Marbeuf et J.C. GuillaumeLaboratoire de Physique des Solides du C.N.R.S., 1 place Aristide Briand, 92190 Meudon, France
Résumé
Un nouveau modèle thermodynamique de solution solide applicable aux alliages III-V associe au modèle classique"D.L.P." l'effet d'ordre local (entropie d'excès) et l'influence stabilisatrice d'un substrat d'épitaxie (enthalpie libre d'excès due à la déformation élastique) sur les diagrammes d'équilibre ternaires et quaternaires (modèle "D.L.P.O.C."). L'introduction d'un paramètre d'ordre à courte distance dans un sous-réseau se traduit par une augmentation des températures de démixion de l'alliage (modification intrinsèque du diagramme) ; la modification extrinsèque, due à la déformation élastique du réseau épitaxié (écart paramétrique maximal Δa/asub = 10-3), explique la stabilisation d'un alliage lorsque sa composition se situe dans une lacune de miscibilité. Le modèle "D.L.P.O.C." a été appliqué aux systèmes Ga-In-P, Ga-In-As-P, Ga-As-Sb et Al-Ga-As-Sb et rend compte de manière satisfaisante de leurs diagrammes expérimentaux (équilibres liquide ⇄ solide, lacunes de miscibilité, températures critiques de démixion).
Abstract
A new thermodynamic model of III-V solid solutions combines the classical "D.L.P." model with two effects : 1) the effect of local order (excess entropy), 2) the stabilization effect brought about by the substrate of epitaxy (free excess enthalpy in the elastic strain case), for the calculation of ternary and quaternary phase diagram ("D.L.P.O.C." model) . Introduction of a short-range order parameter in a sub-lattice results in an increase of the phase separation temperature (intrinsec modification of the diagram) ; the extrinsec modification consequent to the elastic strain of the epitaxial lattice (lattice mismatch Δa/asub less than 10-3) explains the alloy stabilization for compositions located inside the miscibility gap. The "D.L.P.O.C." model has been used for Ga-In-P, Ga-In-As-P, Ga-As-Sb and Al-Ga-As-Sb systems. Good agreement is found with experimental data (liquid ⇄ solid equilibrium, miscibility gap, critical temperature).