Chapitre 9
Energies de formation et
cTionisation des defauts. Defauts
dans un diagramme de bandes
L
ES DEFAUTS DE STRUCTURE que nous venons de decrire, defauts ponctuels
ou electroniques, jouent un role fondamental dans les proprietes
physico-chimiques des solides. En particulier, ils sont a 1'origine des proprietes de transport des solides : diffusion, conductivity electrique et, egalement, reactivite chimique. La concentration de ces defauts est done primordiale pour 1'utilisation des solides en tant que materiaux. Nous avons
vu, egalement, que tout solide suppose parfait avait ses proprietes de transport electronique decrites par un diagramme de bandes. Les defauts vont
venir non seulement perturber cette perfection, mais aussi apporter des
proprietes nouvelles. Ces changements peuvent aussi etre decrits par un
diagramme de bandes, modifie soit par 1'introduction de porteurs de charge
dans une bande initialement isolante, soit par 1'apparition de nouveaux
niveaux d'energie dans la bande interdite. Ces niveaux d'energie sont
directement lies a la possibilite d'ionisation des defauts.
9.1 Energie de formation des defauts
Les defauts dans les solides sont d'autant plus nombreux que leur
energie de formation est faible. La concentration des defauts est reliee a leur
energie de formation AE f , et a la temperature, par la relation de Boltzmann :
Suivant la nature de ces defauts (intrinseques, de non-stoechiometrie
ou extrinseques), il est possible de calculer cette energie de formation a