Couches minces d'oxyde d'étain: la localisation faible et les effets de ...

5.1 Les couches polycristallines de SnO 2tel-00589730, version 1 - 1 May 2011(1999)]) et en présence d’un gaz combustible la résistance électrique diminue [Watson(2006)]. Ces applications ont stimulé des recherches intensives sur les propriétés desurface de SnO 2 Batzill & Diebold (2005), Mäki Jaskari & Rantala (2001), Manassidiset al. (1995), Godin & LaFemina (1993) et, plus précisément, les propriétés de lasurface (110) qui est la plus stable. Une autre surface tout aussi favorable du pointde vue thermodynamique est la surface (101) Bergermayer & Tanaka (2004), qui a étérécemment étudiée au moyen de DFT (théorie de la fonctionnelle de la densité - DensityFunctional Theory) et les résultats sont rapportés par Trani et al. (2008). La surface(110) est composée d’atomes de différents types. Sur la surface stoichiométrique il y ades atomes d’étain de coordinance quintuple et sextuple, alors que sur la surface réduiteles atomes d’étain de coordinance sextuple deviennent de coordinance quadruple (voirFigure (5.2)).Par des moyens de DFT et la méthode du pseudopotentiel, Manassidis et al. (1995)ont montré que le retrait des atomes neutres d’oxygène de la surface (110) laisse deuxélectrons par atome d’oxygène sur la surface, qui sont localisés dans des canaux parallèlesà la direction 〈001〉, juste au dessus des liaisons entre sites d’étain, et passentà travers les liaisons entre sites d’oxygène (Figure (5.2)). L’apparition de ces canauxest reliée à l’émergence d’une distribution étendue des états dans la bande interdite (ladistribution s’étend en énergie à partir du maximum de la bande de valence Manassidiset al. (1995), Mäki Jaskari & Rantala (2001) ; - voir Figures (5.3) et (5.4) Trani et al.(2008)).Par similitude au cas de la surface (110) de SnO 2 , dans le cas de la surface (101)contenant des défauts, la formation des bandes permises à l’intérieur de la bande interditedu matériaux massif a été mise en évidence par Trani et al. (2008). La présencede lacunes d’oxygène en surface conduit à la formation d’un niveau d’énergie occupé etdeux fois dégénéré, qui est bien séparé de toutes les autres bandes. Les états correspondantssont localisés autour du site lacunaire et la lacune d’oxygène est aussi responsablede la présence d’un niveau résonant à l’intérieur de la bande de conduction (voir Figure(5.5)) Trani et al. (2008). Ceci est en accord avec l’hypothèse de Çetin Ki li &Zunger (2002) que les états provenants des lacunes d’oxygène en surface jouent un rôlecrucial dans le transfert des charges entre les cristallites. Pourtant, la nature complexedes échantillons polycristallins de SnO 2 interdit toute conclusion définitive quant aux97