Diffusion thermique et de porteurs de courant au voisinage d'un joint de grain

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Abstract
Les méthodes phototherrniques (détection indirecte de l'accroissement de température d'un échantillon après absorption d'un flux lumineux modulé ou pulsé de lumière) permettent d'étudier les diffusions thermique et électronique qui suivent l'absorption optique. Nous présentons dans cet article les principales applications d'un microscope photothermique que nous avons construit pour suivre les phénomènes de diffusion à l'échelle du micromètre. Des comparaisons entre les observations photothermiques et des résultats de microanalyse permettent d'obtenir des informations qualitatives. Dans les cas où les phénomènes observés sont purement thermiques, cet appareil permet de détecter les résistances thermiques qui apparaissent aux joints de grain ou à l'intérieur des grains eux-mêmes. Nous présentons des résultats expérimentaux qui semblent reliés à l'origine physique de ces résistances thermiques de contact (orientation cristalline, ségrégation, phase secondaire, dislocation, fissuration). En utilisant un modèle théorique développé par d'autres auteurs, nous rapportons également des valeurs quantitatives de résistances thermiques qui ont pu être reliées à des mesures macroscopiques de la diffusivité thermique des matériaux inspectés. Lorsque l'excitation lumineuse génère des porteurs électroniques, le microscope photothermique peut être utilisé pour suivre la diffusion et la recombinaison de ces porteurs. La compétition entre les diffusions électronique et thermique est alors observée. Une illustration de ces phénomènes est donnée dans le cas des bicristaux de silicium contenant des impuretés métalliques

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