Étude des défauts ponctuels dans le bismuth

Des echantillons monocristallins de bismuth pur et dopes n ou p par adjonction de tellure ou d'etain ont ete irradies aux electrons a (4,2 K et20 K). Dans la gamme d'energie une energie 0,7 MeV – 2,5 MeV, une energie de seuil de deplacement de 13 eV ainsi qu'un volume de recombinaison athermique de 150 volumes atomiques ont ete determines. Des mesures conjointes de resistivite, de magneto­ transport et d'annihilation de positons ont permis de preciser la nature des stades de recuits 40-50 K, migration libre de l'interstitiel, 90-120 K, migration a longue distance de la lacune. Les defauts ponctuels ont selon leur nature un effet different sur les proprietes electroniques du bismuth : les paires de Frenkel isolees sont globalement donnatrices portant une charge de + 0,16 e- et la lacune est donnatrice, ce qui semble lui attribuer un volume de formation negatif. Un modele simple de non deformation des bandes ne suffit plus pour expliquer le comportement sous irradiation : il faut prendre en compte un niveau accepteur de charge - 0,27 e-, lie aux defauts de type cascades et resonnant avec la bande de valence. Sa position dans le recouvrement des bandes et sa largeur (8 meV) ont pu etre precisees : en premiere approximation, ce couplage avec des porteurs peu mobiles n'affecte pas la simple regle additive existant sur les temps de relaxation. Des proprietes magnetiques encore obscures semblent attachees a ce niveau de defauts.