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L’analyse présentée est basée sur les mesures des propriétés électriques de GaN en fonction de température.

Le prix Nobel de physique 2014 a été décerné pour l’invention de la diode électroluminescente (LED) bleue. La clé de la réussite de ce composant est la maitrise du dopage type p du GaN. Jusqu’à présent, le magnésium (Mg) reste la seule source de dopage de type p dans ce matériau. Or pour qu’il soit électriquement actif un procédé d’activation est nécessaire : soit par activation thermique, soit par irradiation avec des électrons.
Il est admis que l’activation du Mg passe par à une décomposition des complexes Mg-H. Pourtant, de nombreuses questions restent encore ouvertes concernant le mécanisme de dopage :
- rôle de l’hydrogène dans le mécanisme de croissance des matériaux de type p
- rôle de la direction de croissance sur le niveau de dopage
- rôle de l’oxygène dans le mécanisme d’activation.
Deux techniques de croissance de GaN dopé Mg sous haute pression d’azote conduisent à différents résultats :
- croissance spontanée (direction latérale) conduisant aux matériaux de type p activés dans les même conditions que les couches MOCVD
- croissance forcée (suivant l’axe C) conduisant aux matériaux fortement résistifs de type p ou type n.
Le modèle proposé d’états localisés de magnésium dans GaN stipule que l’activation du dopant conduit à l’apparition de trois niveaux distincts :
- un donneur peu profond (30 meV)
- un accepteur peu profond (150 meV)
- un accepteur profond (1 eV)

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