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Distribution de charge dans ZnTe par J-P. Vidal & G. Vidal Multipole Analysis Group – Visualisation 3D J-P. Vidal, G. Vidal, K. Kurki-Suonio Site web :

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1 Distribution de charge dans ZnTe par J-P. Vidal & G. Vidal Multipole Analysis Group – Visualisation 3D J-P. Vidal, G. Vidal, K. Kurki-Suonio Site web :

2 Distribution électronique expérimentale dans ZnTe Données : maille de dimension Å Méthode itérative daffinement Fourier local B(Zn)=0,885Å 2 B(Te)=0,327 Å 2 Le modèle géométrique indique un arrangement tétraédrique où les liaisons entre Zn et Te sont disposées tétraédriquement. Note : La structure cristalline de Zn seul est hexagonale celle de Te seul est aussi hexagonale. Lassociation des 2 devient cubique. Quen est-il de la distribution expérimentale de charge donnée par lAnalyse Directe Multipolaire ? Les données expérimentales proviennent du groupe Saravanan, R., Israel, S.and Rajaram, R.K.) (Physica B : condensed matter, vol.363, issues 1-4, 2005, p ).

3 Phases affinées : Les courbes de 4 r 2 0 (r) de Zn et Te présentent des bosses dans la zone interatomique. Ceci indique la présence deffets covalents entre Zn et Te. Nous travaillerons sur un rayon de 2,1Å pour les 2 atomes. Laccumulation de charge à lordre zéro est représentée par lintégrale de 4 r 2 0 (r) sous le pic atomique pour des sphères concentriques de rayon R+dR. Remarque : Dans la recherche des meilleurs facteurs de diffusion atomique théoriques, I -1 a donné des meilleurs résultats queTe 2-. Nous traçons les densités radiales de charge 4 r 2 0 (r) théoriques avec les facteurs de diffusion atomique et phases théoriques et les densités radiales expérimentales avec les phases affinées pour montrer la nécessité datteindre les phases expérimentales. (Ici nous utilisons des représentations différentes de celles de GaAs).

4 Densité radiale de charge dans ZnTe en rouge valeur expérimentale avec les phases affinées en bleu valeur du modèle théorique avec les phases théoriques Les bosses visibles sur les courbes expérimentales font penser à la présence d un effet covalent entre les atomes Zn et Te. On a travaillé sur Zn2+ et léquivalent de Te2- (ion I -) (ce qui ne veut pas dire quils aient cette ionicité)

5 Accumulation de charge à lordre zéro en rouge valeur expérimentale avec les phases affinées en bleu valeur du modèle théorique avec les phases théoriques Nombre délectrons pour les atomes neutres Zn = 30 Te = 52. Les facteurs de diffusion de Te ne sont pas établis. On a travaillé sur Zn 2+ et léquivalent de Te 2- (ion I - ) (ce qui ne veut pas dire quils aient cette ionicité).. Par affinement des phases, on atteint les facteurs de diffusion expérimentaux.

6 Nous visualisons des cartes analyse multipolaire après affinement des phases. Pour Zn Phases affinées : létude est faite pour une sphère de rayon (2,1Å) légèrement supérieur au rayon de meilleure séparation. Pour Te Phases affinées : létude est faite pour une sphère de rayon (2,1Å) légèrement supérieur au de rayon de meilleure séparation. Sur les plans (111), il est facile de voir que les déformations des 2 atomes sont disposées tête-bêche Le procédé itératif daffinement des phases utilisé ici prend en compte leffet des déformations ioniques sur les phases, ce qui est primordial pour une analyse des répartitions de charge dans le cristal, phénomène ignoré par les phases théoriques.

7 Les phases affinées tiennent compte des déformations ioniques e/ Å Rayon dobservation R = 2.1Å Isolignes ±(0,4 0,3 0,16) et zéro e/Å 3 Plan (100)Plan (101) Phases affinées Les cartes multipolaires représentent les séries différences entre les F(obs) expérimentaux avec phases affinées et le modèle théorique. Grâce au filtre spatial de lAnalyse Directe Multipolaire, on visualise le site atomique choisi sans les interactions électroniques des autres atomes. Multipole Zn - Représentation 2D Plan (111)

8 Les phases affinées tiennent compte des déformations ioniques e/ Å Rayon dobservation R = 2.1Å Isolignes ±(0,4 0,3 0,16) et zéro e/Å 3 Plan (100)Plan (101) Phases affinées Multipole Te - Représentation 2D Plan (111) Les cartes multipolaires représentent les séries différences entre les F(obs) expérimentaux avec phases affinées et le modèle théorique. Grâce au filtre spatial de lAnalyse Directe Multipolaire, on visualise le site atomique choisi sans les interactions électroniques des autres atomes.

9 Nous visualisons des cartes Fourier après affinement des phases Fourier centré sur Zn Phases affinées : létude est faite dans un cube darête 6,1Å, la maille est 6,0794Å. Fourier centré sur Te Phases affinées : létude est faite dans un cube darête 6,1Å. Sur les vues suivantes, nous avons noté quelques faits locaux qui se répètent par symétrie. REPRESENTATION FOURIER - EXTRA-CHARGE dans un espace vide On observe sur les cartes Fourier lapparition dextra-charges ou faits locaux (artefacts) appelés A sur les cartes, typiques de la représentation Fourier en série différence. Ces artefacts sont des phénomènes dorigine artificielle liés à lobservation de la méthode utilisée.

10 Les phases affinées tiennent compte des déformations ioniques e/ Å Arête du cube = 6,1Å maille 6,0794Å Isolignes ±(0,8 0,4 0,2) et zéro e/Å 3 Plan (100)Plan (101) Phases affinées Fourier centré sur Zn - Représentation 2D Plan (001) 4 sites atomiques aux 4 angles et 1 central tous de même espèce Plan (101) 3 sites atomiques de même espèce alignés sur la ligne médiane Plan (111) 6 sites atomiques sur des ½ arêtes du cube et un atome central, tous les atomes sont de même espèce. Plan (111) Les cartes Fourier représentent les séries différences entre les F(obs) expérimentaux avec phases affinées et le modèle théorique.

11 Les phases affinées tiennent compte des déformations ioniques e/ Å Arête du cube = 6,1Å maille 6,0794Å Isolignes ±(0,8 0,4 0,2) et zéro e/Å 3 Plan (100)Plan (101) Phases affinées Fourier centré sur Te - Représentation 2D Plan (111) A A A A Les cartes Fourier représentent les séries différences entre les F(obs) expérimentaux avec phases affinées et le modèle théorique.

12 Les représentations 3D sont incluses dans le chapitre semiconducteur


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