AMORPHISATION OF SEMICONDUCTORS BY BALL-MILLING

Résumé
Des travaux récents ont montré que, contrairement à l'opinion générale, le broyage mécanique pouvait produire une amorphisation partielle de semiconducteurs cristallins purs, tel le silicium. Dans une série d'expériences préliminaires, nous montrons qu'une amorphisation partielle de l'arsénure de gallium peut aussi être obtenue. En utilisant un broyeur planétaire, nous avons obtenu une poudre, mélange de microcristallites et de grains amorphes qui représentent environ 11% du volume. Nous avons effectué des mesures du spectre de diffraction X, l'analyse thermique différentielle à balayage (DSC) et la microscopie électronique à balayage. La DSC nous a permis de donner un ordre de grandeur de l'enthalpie de recristallisation. Des expériences analogues effectuées sur des cristaux de CdTe n'ont pas permis de mettre en évidence une amorphisation de ce composé, nonobstant le fait que le CdTe liquide présente une structure tétracoordonnée et semiconductrice.

Abstract
Recent results have demonstrated that ball - milling may produce a partial amorphisation of a pure crystalline semiconductor such as silicon, contrary to the general belief. In a series of preliminary experiments, we show that a partial amorphisation is also observed for the GaAs crystalline compound. X-ray diffraction, differential scanning calorimetry (DSC), SEM observations and EDX/SEM analyses have shown that the ball - milled powder (using a planetary ball - milling system) is a mixture of microcrystallites and an amorphous phase which amounts to 11 % of the volume fraction. DSC analyses give an estimate of the crystallisation enthalpy. Similar experiments performed on CdTe crystals have not shown any tendency to amorphisation, in spite of the fact that liquid CdTe exhibits a four coordinated structure and is semiconducting.