Stability and kinetics of point defects in SiO2 and SiC
Stabilité et cinétique des défauts ponctuels dans SiO2 et SiC
Résumé
This document is conceived as an overview of my research work on defects stability and kinetics in two materials of interest in nuclear science and for many other application domains : silicon dioxide and silicon carbide. The preliminary chapter (page ix) is an extended summary in french of chapters 1,2,3,4, followed by a four years project playing the role of a conclusion. Chapter 1 describes the context, introduces the approach and explains the choice of silicon dioxide and silicon carbide. Chapter 2 discusses several approximations and specific issues of the application of Density Functional Theory to point defects in non-metallic materials for the study of defects energetics and diffusion. Chapter 3 is devoted to native defects in silicon dioxide and the understanding of self-diffusion in crystalline and amorphous SiO2. It discusses achievements and failures of DFT in semilocal approximations in connection with the interpretation of some notable experimental results. Chapter 4 summarises the work that I have done on native defects and palladium impurities in silicon carbide, with a focus on kinetic properties controlling the annealing of stoichiometric defects, Frenkel pairs, and silicon vacancies, as well as the diffusion of Pd impurities. A conclusion 5 closes the main part of the document, written in english. Appendixes include a compilation of defect data for silicon carbide (A.1), a Curriculum Vitæ (B, in french) and a selection of articles (C).
Ce document est conçu comme une vue d'ensemble de mes travaux de recherche sur la stabilité et la cinétique des défauts ponctuels dans le dioxyde de silicium et le carbure de silicium, deux matériaux d'intérêt pour le nucléaire ainsi que dans de nombreux autres domaines. Le chapitre préliminaire (page ix) est essentiellement un résumé détaillé, en français, des chapitres 1,2,3,4, suivi d'un projet à quatre ans qui fait office de conclusions. La partie centrale du document, en anglais, est constituée de quatre chapitres, dont le premier (1) décrit le contexte, introduit l'approche utilisée et explique le choix des matériaux. Le chapitre suivant (2) discute les approximation et les aspects spécifiques de l'application de la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité (DFT) aux défauts ponctuels dans les matériaux non-métalliques, en particulier en ce qui concerne l'étude de leur stabilité et cinétique. Le chapitre 3 est dédié aux défauts intrinsèques dans le dioxyde de silicium et la compréhension de l'autodiffusion dans le quartz et la silice. Les succès et les échecs de la DFT dans ses approximations semi-locales y sont discutés en liaison avec l'interprétation de quelques résultats expérimentaux importants. Le chapitre 4 résume et discute les travaux sur les défauts intrinsèques et les impuretés de palladium dans le carbure de silicium. L'accent est mis sur la cinétique de ces défauts, ce qui permet de discuter le recuit de certains défauts de stoechiométrie, des paires de Frenkel, des lacunes de silicium, ainsi que la diffusion du palladium. Un chapitre de conclusion résume les résultats pricipaux et suggère des développements et nouveaux sujets à aborder. Les appendices contiennent une compilation de données pour les défauts dans le carbure de silicium (A.1), un curriculum vitæ (B, en français) et un choix d'articles (C).
Loading...