Sciences et Médecine
Nombre de charges et épaisseur de l'électrode.
semiconductrice InP-n photodissoute dans l'acide
A. TROKOUREYI, O. POLIAKOFF', T. DIACO', C. D. CHOUVY', M. HERLEM', Y. BOKRA' et
A. ETCHEBERRY'
1. Laboratoire de chimie physique. UFR SSMT, université de Cocody-Abidjan, 22 B.P. 582 Abidjan 22 (Côte d'Ivoire).
e-mail: labchphy@netafric.ci
2. Institut de réactivité. électrochimie et microporosité, université de Versailles, Bât. Lavoisier. 45. Avenue des États-Unis,
78035 Versailles-Cedex (France).
Introduction
montré que pour le semiconducteur GaAs - n en milieu
acide chlorhydrique, les expériences s'accordent sur six
La jonction de l'électrode semiconductrice de trousengagésdanslemécanismeréactionnel.Enoutre,
phosphure d'indium, de type n/solution acide, est
d'autres
investigations
(MARIN,
1994),
soumise à un éclairement d'énergie supérieure à
(ROTHSCHILD, 1997) ont été menées dans le cas des
la largeur de la bande interdite (hv > Eg) et est utilisée
électrolytes à base d'acide sulfurique mais celles-ci n'ont
en régime d'appauvrissement. La zone de charge
pu fixer de façon précise le nombre de charges.
d'espace est appauvrie en électrons, d'où la présence
d'un excès de trous (h') (LEGROS, 1974). Il se crée
Une contribution à la détermination du nombre de
alors un photocourant anodique qui conduit à un affai-
trous mis en jeu lors de la photo-oxydation de InP-n
blissement, allant jusqu'à une rupture des liaisons
dans les électrolytes HCI 1 M, et notamment H2S04
interatomiques du matériau. Il s'ensuit une photodls-
0,5 M, fait l'objet de ce travail. Il s'en suivra la déter-
solution de l'espèce métallique du semiconducteur InP
mination de l'épaisseur dissoute de InP, permettant
faisant passer l'indium de l'état In(O) à l'état In(3). Les
ainsi d'effectuer de la microgravure assez précise sur
mécanismes de dissolution anodique d'une entité élé-
ce matériau très utilisé en photoélectronique.
mentaire de InP impliquent un certain nombre de
Par suite, une esquisse de mécanisme réactionnel est
charges, principalement des trous lorsque l'on consi-
proposée, puis l'évolution des courants et des poten-
dère uniquement la bande de valence. Des travaux
tiels de demi pic de l'indium photodissous analysée en
antérieurs (KHOUMRI, 1993), (PREUSSER, 1992) ont
fonction des concentrations des acides.
Conditions expérimentales
- une électrode de référence au sulfate mer-
cureux (ESM),
Une
partie
du
dispositif
(photoélectrochimie)
comprend:
- une électrode auxiliaire en platine,
• une lampe électrique d'une puissance de 250 W four-
- une électrode de travail, constituée du semi-
nissant une lumière monochromatique de longueur
conducteur InP de type n. Sa surface S est
d'onde 633 nm;
d'environ 10 mm' et son épaisseure de l'ordre
de Imm. La masse volumique du phosphure
• des atténuateurs de luminosité de densités optiques
d'indium a =4,81 g/crn' ;
connues;
• un potentiostat EG & G Princeton Applied Research
• une cellule électrochimique dans laquelle se trou-
(Model 362 Scanning Potentiostat).
vent :
L'autre partie du dispositif (polarographie) comprend
- un électrolyte support (H2S04 0,5 M
essentiellement:
Normadose ou HClI M, préparé avec de l'eau
Millipore de résistance 18,2 Mû) ; le volume
• une électrode à goutte de mercure (goutte pendante) ;
prélevé étant égal à 40 cm',
le mercure est hexadistillé ou ultrapur et contenu dans
Rev. CAMES - Série A, vol. 01, 1999
29
Sciences et Médecine
un capillaire de verre de diamètre de 50 um ;
2e étape: redissolution du dépôt
• une électrode auxiliaire en platine;
ln (Hg)
~
In J+ + 3 e- + Hg
{2}
• une électrode de référence Ag/ AgCI/KCl 3M.
Il s'en suit un phénomène de diffusion sphérique semi-
infinie conduisant à un courant de pic ip(BARD,
Tous ces éléments sont contenus dans une cellule de
FAULKNER, 1983) :
mesure polarographique, commandée par le stand pola-
rographique MD 150 qui fonctionne à partir du logi-
5
II2
0,725.10 zn,
ciel Trace Master. L'appareillage est couplé à un micro-
(1)
ordinateur et à une imprimante pour l'acquisition des
données.
r;
J
Méthodologie
avec:
On éclaire l'interface semiconducteur/solution acide
ip : courant de pic (A)
avec un faisceau monochromatique de longueur d'onde
A : aire de la goutte (cm')
À =633 nm, puis on polarise l'électrode semicon-
Do : coefficient de diffusion dans Hg (cmvs)
ductrice anodiquement entre -600 m Y et le poten-
v : vitesse de balayage (Y /s)
tiel 0 m Y, dans le souci d' évi ter le dégagement de
z : nombre de charges
l'hydrogène qui apparaît aux environs de -1,1 Y/ESM,
To : rayon de la goutte (cm)
conduisant à la décomposition anodique du maté-
Co' : concentration de l'élément dosé (mol/cm').
riau. On suit le courant au cours de l'électrolyse, en
La concentration de l'élément recherché, Co', est mesurée
général au moyen d'un enregistreur à base de temps.
par la méthode des ajouts dosés.
L'aire de la courbe, courant en fonction du temps
Dans cette méthode, on limite les erreurs dues à la
d'éclairement, obtenue en imposant ce photocourant
dilution (on ne renouvelle pas le contenu de la cellule
de 0,3 mA pendant 30 minutes, permet de déterminer
de mesure entre 2 ajouts, contrairement à la méthode uti-
expérimentalement la quantité de charge Q à la fin
lisant une droite d'étalonnage). Cette méthode pré-
de l'électrolyse; la vitesse de balayage étant fixée à
sente d'autres avantages tels que la rapidité de la mise
20 mY/s.
en œuvre, l'utilisation d'un seul volume d'électrolyte
Dans le but d' obtenir une bonne reproductibilité des
support (POINTEAU, BONASTRE, 1970).
mesures et d'améliorer la précision des résultats, le déca-
Par suite, en connaissant la quantité de charge, le volume
page de l'électrode de travail s'est effectué par une
d'électrolyte (Y) et la constante de Faraday (F), le nombre
méthode de polissage chirnio-mécanique avec un
de charges z est calculé par la relation:
mélange 5 % de brome et de méthanol. Par la suite, la
surface de l'électrode semiconductrice a été pulvérisée
Q
avec une pression de 2 bars d'azote de très bonne
z=
(2)
qualité.
La quantité de substance dissoute (Co') dans le volume
L'épaisseur e, usée lors de la photodissolution, est obtenue
Y d'électrolyte est détectée par la méthode de pola-
à partir de la réaction:
rographie impulsionnelle différentielle qui présente le
double avantage d'amenuiser considérablement le cou-
InP + z h" -> In 3+ + p(z-3)+
{3}
rant capacitif, afin d'accroître la détection du cou-
En notant n le nombre de moles de InP, la quantité de
rant faradique et également de faire surimposer des
charge est Q =z n F. Connaissant la masse volumique
impulsions de faible amplitude constante à la ten-
a de InP, la surface S de l'électrode semiconductrice et en
sion de balayage, dans le but d'améliorer la préci-
faisant intervenir le nombre de moles n =mIM (m étant
sion du pic de l'élément recherché. Le principe utilisé
la masse photodissoute d'indium), la quantité de charge
est celui de la redissolution anodique sur électrode
a pour expression Q = pSezFIM. L'épaisseur de InP
de mercure à goutte pendante. Deux étapes sont alors
enlevée est, par conséquent, calculée par la relation:
nécessaires (BARD, FAULKNER, 1983) :
1« étape: formation de l'amalgame
QM
e=
(3)
In J+ + 3 e + Hg
~
ln (Hg)
{I}
zpSF
30
Rev. CAMES - Série A, vol. 01,1999
Sciences et Médecine
avec:
rant moyenne de 5.102 p.A/cm2 et une aire de
Q.o quantité de charge
4,13 10-10AV.
M: Masse molaire de InP
Les polarogrammes, dans cet électrolyte, présentent
p: masse volumique de InP
le pic de l'indium à -570 mV et le second pic, qui appa-
s. surface de InP
raît à - 415 mV, est indiqué par les données acquises par
F: constante de Faraday
le logiciel utilisé.
z: nombre de charge.
La courbe notée (0) indique le polarogramme obtenu
à partir de l'échantillon; celle indiquée (1) repré-
Résultats
sente le polarogramme tracé après un premier ajout
La surface de l'électrode de mercure à goutte pendante
d'une solution étalon d'indium. (2) et (3) sont res-
est d'environ 1,96.105cm 2.
pectivement les courbes des 2' et 3' ajouts. Chaque ajout
est obtenu en versant 20 p.l de solution étalon d'indium
Dans les électrolytes à « blanc »; il apparaît un pic à
10- 5 M (In2(S04)3) dans 10 ml de solution photo-
- 380 mV /Ag/Ag+ dans H2S04 0,5 M (figure 1) et
électrolysée. Chaque ajout adonc une concentration
à - 415 mV /Ag/Ag+ dans Hel 1 M.
de 0,525. 10-5 M.
Par ailleurs, au cours de l'analyse des solutions pho-
toélectrolysées, il apparaît, pour chaque type d'acide,
Mélange des deux acides : effet d'exalta-
deux pics. Le premier pic apparaît à - 470 mV /Ag/Ag+
tion du pic d'indium dans Hel
dans H2S04 0,5 M et à - 570 mV /Ag/Ag+ dans
Dans H2S04 0,5 M, le courant de pic de l'indium est de
HCl 1 M. Le deuxième pic a pour potentiel de demi-
3 nA.
vague -380 mV/Ag/Ag+ dans H2S04 0,5 M et
- 415 mV /Ag/Ag+ dans HCl 1 M.
Le mélange des deux acides est opéré en ajoutant
1 ml de HCl 2 M dans 10 ml de la solution photoélec-
La précision des mesures est de l'ordre de 4 %.
trolysée à partir de H2S04 0,5 M. Les concentrations
Nature des pics
de H2S04 et de HCl dans le mélange sont respective-
ment 0,454 M et 0,181M.
Le premier pic est caractéristique de l'indium et le second
Dès qu'on ajoute dans la cellule'polarographique HCl
est dû au plomb.
2 M en proportion 1110, le pic de l'indium atteint un cou-
Dans H 2S04 0,5 M, le pic de l'indium apparaît à
rant d'environ 470 nA (figure 4). Soit environ 150 fois
- 470 mV /Ag/Ag+ ; celui du pomb apparaît au poten-
la valeur précédente.
tiel de à - 380 mV /Ag/Ag+. -
Le courant de pic de Pb 2+ demeure pratiquement le
Dans HCl 1 M, le pic de l'indium apparaît à
même (10 nA).
'-
- 570 mV /Ag/Ag+ ; celui du pomb apparaît au poten-
Le potentiel de pic de l'indium dans H
tiel de à - 415 mV /Ag/Ag+.
2S04 0,5 M qui
était de - 470 mV devient dans le mélange - 550 mV par
Polarogrammes dans H2S04 0,5 M
rapport à la même référence Ag/Ag+.
Les polarogrammes de l'indium, dans cet électrolyte,
Détermination des concentrations
présentent des pics assez arrondis (figure 2). Le pic
de l'indium, du nombre de charges
de l'indium (le premier) apparaît à - 470 mV/Ag/Ag+
avec une densité de courant moyenne de 1,52.105 nA/cm2.
et de l'épaisseur de InP dissoute
soit un courantde 3 nA. Le second pic se situe à
Les teneurs de l'indium Co' ont été déterminées gra-
- 380 mV/Ag/Ag+ et présente une densité de courant
phiquement par extrapolation (figures 5a et 5b) après
plus élevée, de l'ordre de 5,09 .105 nNcm2, soit 10 nA.
avoir effectué les mesures par la méthode des ajouts
Polarogrammes dans HCI1 M
dosés.
Les pics sont assez aigus et reviennent complètement
Les valeurs de Co', de z et de e, obtenues dans
à la ligne de base (figure 3 ). Le pic de l'indium, contenu
H2S04 0,5 M et dans HCl 1 M à partir de la quantité
dans l'échantillon, a une densité de courant de 5,09.105
de charge Q = 0,54 C, sont consignées dans le
p.Ncm2, soit un courant de 10 p.A et une aire moyenne
tableau l de mesures (p. 38).
de 2,90.10-7 AV. Celui du plomb a une densité de cou-
Les résultats du tableau montrent que:
Rev, CAMES - Série A, vol. 01,1999
31
Sciences et Médecine
• dans H
La dissociation de l'acide sulfurique a lieu selon la réac-
2S04 0,5 M, la concentration moyenne de In3+
est de 1,95. 10-5 M, le nombre de charge varie entre
tion:
7 et 8 et l'épaisseur moyenne et de 2,35 nm.
{4}
• dans HCIIM, la concentration moyenne de In3+ est de
2,43. 10-5 M, le nombre de charge est de l'ordre de 6
En tenant compte des espèces ioniques en solution
et l'épaisseur moyenne et de 2,93 nm.
aqueuse, on peut supposer la présence de l'entité molé-
culaire In2(S04)3 formée suivant la réaction:
Performance de la polarographie
- ; >
,
lmputslonnelle différentielle
2 In3+ +3 S042 - ~
In2(S04)3
{5}
Cette espèce chimique serait à l'origine de la faiblesse
Les courbes de la figure 6 sont obtenues à partir d'un
du courant de pic observé. Par ailleurs, la forme arrondie
polarogramme dans HCl 1 M, après une dilution d'un
et l'étalement du pic de l'indium seraient dus à l'en-
facteur d'environ 500.
combrement stérique des ions S042-. Ceux-ci présen-
Nous avons procédé à une dilution de facteur environ
tent de grands rayons ioniques et par conséquent, enga-
égal à 500 d'une photoélectrolyse à base HCll M dans
gent de faibles liaisons chimiques avec In3+:Ces entités
laquelle la concentration de l'indium est de 2,30.10- 5 M.
moléculaires contribueraient à générer un système lent
Après l'analyse polarographiSJue, la concentration de la
et irréversible pendant l'électrolyse, en milieu acide sul-
solution-fille est de 4,60 10- M.
furique (BARD, 1976).
Les traces de plomb pourraient provenir des électrolytes
Discussions
qui présentent ce pic, même en traçant le polarogramme
à blanc c'est-à-dire avec l'électrolyte seul (H2S04 ou
Détection de l'indium
HCI) (PEKER, 1964).
La longueur d'onde de 633 nm, utilisée à l'interface
La nature de l'élément caractéristique du 2· pic est déter-
de InP-n/solution acide, produit une énergie suffisante
minée à partir des valeurs de potentiel de pic. Quelles
de 1,91 eV, capable d'engendrer le processus photo-
que soient les précautions de propreté et d'ultrasonna-
électrochimique, compte tenu de l'énergie de bande inter-
tion de la cellule polarographique, il apparaît un pic à
dite du semiconducteur InP qui est de 1,45 eV. Il est
un potentiel de -380 mV/Ag/Ag+ dans H2S04 0,5 M
par conséquent possible de détecter l'élément métallique
à « blanc », comme l'indique la figure 1. •
qui est l'indium.
Polarogramme dans HCI 1M
L'indium appartient au groupe IIIA du tableau de la clas-
Le courant de pic de l'indium est exprimé en /LA.
sification périodique des éléments chimiques. Son degré
d'oxydation est + 3 ; les autres nombres d'oxydation
Le courant du second pic qui demeure égal à 10 nA n'est
possibles (+ 1 et +2) engendrent des composés très
plus perceptible sur la figure, en raison de l'échelle.
instables et ne peu vent que constituer des intermédiaires
En effet, le pic de l'indium est environ 1000 fois plus
dans des étapes de réactions chimiques ou électrochi-
élevé que celui du plomb dont le pic est mesuré en nA.
miques (CHARLOT, 1957).
Il s'en suit que sur une même échelle, le pic du plomb,
bien que présent, ne soit visible, l'échelle du polaro-
In3+ apparaît à - 0,55 V parrapport à l'électrode au calomel
gramme étant exprimée en /LA.
en milieuHN03 ou HCl (BUSEV, 1%2). En tenantcompte
du décalage de potentiel entre l'électrode Ag/Ag+ et
Effet d'exaltation du pic d'indium dans
l'électrode au calomel qui est de l'ordre de - 0,02 V,
HCI1M
nous pouvons affirmer que l'élément dont le-pic appa-
raît à - 570 mVI Ag/Ag+ dans HCI est bel et bien l'indium
Les ajouts de HCl 2 M en rapport 1110, dans des
sous sa forme la plus stable. L'ion détecté au cours de l'ana-
électrolytes de H2S04 0,5 M, ont pour effet d'exalter
lyse polarographique est par conséquent In3+.
la hauteur du pic de l'indium (Figure 4). En effet, lors
de l'ajout de l'acidechlorhydrique, on note un accrois-
Polarogrammes dans H2S04 0,5 M
sement de l'intensité du pic de l'indium (POINTEAU,
1970). L'ajout des chlorures permet donc de déter-
Le processus chimique qui alieu pourrait s'expliquer
miner la concentration de l'indium avec une meilleure
par les réactions suivantes.
précision.
32
Rev. CAMES - Série A, vol. 01,1999
Sciences et Médecine
En fait, l'indium libéré à l'étape de la redissolution ano-
Ce saut ne peut être thermiquement activé que s'il
dique suivant la réaction chimique:
existe un état proche de la bande de conduction
ou un état résonnant avec la bande de conduction
- ; >
3
Hg(ln) <:<- ln + + 3 e- + Hg
{6}
(GUYOMAR, 1986). Les phénomènes d'injection
ne peuvent être spontanés. Ils nécessitent toujours
formerait, avec l'ion CI-, InCI3' selon la réaction
la présence d'une étape d'excitation pourvoyeuse d'es-
pèces minoritaires (h+) qui déclenche le phénomène
P}
d'oxydation. La situation de non équilibre à l'inter-
serait responsable de l'exaltation de la hauteur du pic
face, lorsqu'il existe un enrichissement en trous,
et pourrait s'expliquer aussi par l'effet complexant des
conduit à la déstabilisation de l'édifice chimique super-
ions chlorure, vis-à-vis de l'indium (BARD, 1976).
ficiel et conduit à la dissolution de l'élément métal-
En outre, en milieu chlorhydrique, cette détermination
lique du semiconducteur (SPICER, 1985).
est d'autant plus aisée que le polarogramme revient tota-
En tenant compte des degrés d'oxydation du phosphore
lement à la ligne de base et que le pic du plomb, appa-
(+3 et +5), les mécanismes réactionnels pouvant être
raissant à 155 mV après celui de l'indium, est négli-
proposés sont :
geable. Les pentes assez élevées des polarogrammes
Mécanisme 1 : intervention unique de la bande de
(JlA/mV) amènent à suggérer la présence d'un sys-
valence
tème rapide et réversible (BARD, 1980). De plus, le cou-
rant résiduel, résultant soit de l'oxydation ou de la réduc-
InP + (6 ou 8) h+
~ In3+ + P (+3 ou +5)
{8}
tion de traces d'impuretés dans l' électrolyte (par exemple
Mécanisme 2 : intervention des deux bandes: une ou
des ions de métaux lourds), est plus faible dans HCll M
plusieurs étapes d'injection d'électrons
que dans H2S04 0,5 M (CACHET, 1984).
(avec z et y respectivement le nombre
de trous et d'électrons)
Performance de la polarographie
impulsionnelle différentielle
z+y=6
InP +3 h+ ~ In3+ + p 3+ + 3 e-
{9}
C'est en raison des valeurs assez élevées de l'inten-
z+y=6
InP +5 h+ ~ In3+ + p3+ + e"
{lO}
sité du courant dans HCI 1 M que la dilution d'un fac-
z+y=8
InP +5 h+ ~ In3+ + p5+ + 3 e- {Il}
teur d'environ 500 a été effectuée dans cet électrolyte:
z+y=8
InP +7 h+ ~ In3+ + p5+ + e-
{12}
La teneur d'indium Co*de la solution diluée est de l'ordre
de 5 Jlg/I, montrant que le milieu chlorhydrique présente
une meilleure précision lors de l'analyse chimique quan-.
Conclusion
titative de l'indium. Toute autre dilution d'un facteur
L' écla~rerilent de l'interface semiconducteur/électrolyte,
plus élevé ne peut permettre d'accéder à une mesure
par une lumière d' énergie suffisante pour créer des paires
fiable de l'intensité de courant; les bruits de fond de
électron-trou, a permis de dissoudre 1.' élément à carac-
l'appareillage devenant prépondérants..
tère métallique (indium) du semiconducteur étudié (InP
La méthode de polarographie impulsionnelle différentielle
de type n).
"
"
"
nous permet donc d'accéder à des 'teneurs de l'ordre du
Les mesures ont montré que le dosage de l'indium,
ppb et est bien indiquée pour analyser les éléments à l'état
In 3+, dans H2S04 0,5 M met e~ oeuvre un système
de traces dans le domaine de la chimie analytique.
lent et irréversible, alors qu'aveè HCI 1 M le sys-
Proposition de mécanismes réactionnels
tème est rapide et réversible. Les courants de pic d'in-
dium sont.faiblesdans l'acide :sulfurique. Par .èontre,
Lors de la photo-oxydation de InP-n,le mécanisme est
avec l' acide chlorhydrique.Tc'pic apparaît à environ
partiellement photoassisté (JAUME, -1994). En effet, .
-570 mV et son courant exprimé en JlA est assez élevé.
le caractère injectant du phosphore conduirait à une .
forte contribution d~ la bande de conduction au pro-'
Les valeurs élevées de courantsde pic sont un atout
cessus de la photodissolution. 'Lecourani dinjec->:
. importantpour la déterminanondes.reneurs d'éléments,
tion d'électrons peut être expliqué par la présence d'un
à l'état de trace de l'ordre de 5 J.tg/l d'indium. Le dosage
ou plusieurs états électroniques à la surface du serni-
"polarographique dans cet électrolyte est d'autant plus
conducteur. Le processus d'injection d'électrons doit
aisé,~qlie le second pic apparaît avec un écart de poten-
être décrit comme une émission spontanée d'un élec-
tiel, suffisamment grand par rapport à celui de 1.' élément
tron, présent sur cet état, vers la bande de conduction.
dosé.
Rev. CAMES - Série A, vol. 01, 1999
33
Sciences et Médecine
Cette étude a permis d'expliquer la dispersion des résul-
GUYOMARD D., 1986. Journal de chimie physique. 83-6,
tats de photodissolution du matériau InP-n selon le milieu
pp. 355-388).
choisi, sulfurique ou chlorhydrique. Le nombre de
JAUME J., CHOUVY C. DESBIEMME, VIGNERON J.,
charges impliquées est soit 6 (acide HCI) soit 7 ou 8
HERLEM M., KHOUMRI E. M., SCULFORT J. L., LE ROY
D. et ETCHEBERRY A., 1994. J. Phys. III France 4, pp. 273-
(acide H2S04) et influencé par l'effet d'anions. Le
291.
meilleur milieu électrolytique, pour effectuer l' ana-
KHOUMRI E. M., 1993. Thèse de Doctorat de l'université de
lyse chimique quantitative et la microgravure, semble
Strasbourg p. 68-75.
bien être l'acide chlorhydrique.
LEGROS R., 1974. Physiques des semiconducteurs: Techniques -
Diodes. Éditions Eyrolles, Paris pp. 124-135.
Références bibliographiques
MARIN F. 1., CHOUVY C. D., HERLEM M., SCULFORT J. L.
and ETCHEBERRY A., 1994. Electrochemical techniques for the
BARD A. J., 1976. Encyclopedia of electrochemistry of elements,
elucidation of the interface structure of the n-InP/aqueous electrolyte
Volume 6, A. J. Bard (Editor) p. 396-399.
junction : Journal of ElectroanalyticalChemistry 365, p. 283-287.
BARD A. J., BOCARSLY A. D., FAN F. R. F., WALTON E.
PEKER C., 1964. Polarographie à impulsion, Thèse de l'universi-
G., 1980. J. Am. Chem. Soc. lO2 p. 3671.
té de Paris VI, pp. 23-35.
BARD A. J. et FAULKNER L. R., 1983. Electrochimie: prin-
POINTEAU R. et BONASTRE J. E., 1970. Éléments de polaro-
cipes, méthodes et applications, Editions Masson p. 678-691.
graphie : théorie, technique expérimentale, applications analy-
tiques. Éditions Masson Paris, pp. 123-128.
BUSEV A. 1., 1962. Translated from the russian by J.T. Greaves -
The analytical chemistry of indium, Volume 5, Pergamon Press,
PREUSSER S., HERLEM M., ETCHEBERRY A. et JAUME
New York, p. 256-263.
J., 1992. Electrochimica Acta 37-2, pp. 289-295.
CACHET H., 1984. L'interface semiconducteur/électrolyte.
ROTHSCHILD A., 1997. Thèse de Doctorat de l'université de
Ecole d'Hiver Aussois, 9-15 décembre, pp. 19-23.
Versailles, Saint Quentin-en- Yvelines, pp. 56-63.
CHARLOT G., 1957. L'analyse qualitative et les réactions en
SPICER W. E., NEWMAN N., KUNDELEWICK T., PETRO
solution. Ed. Masson, pp. 56-63.
W. G., WILLIAMS M. D., CANTS C. E. Mc., 1985. J. Vac. Sei.
Technol. B3, p. 1178.
'(1)
Le nombre de charges mis en jeu et l'épaisseur
1::) Number of charges and depth of
E enlevée lors de la photodissolution de l'électrode
~ the semiconductor electrod InP-n
~ semiconductrice de InP de type n dans deux élec-
'(1)
trolytes acides ont été déterminés.
-
~ the acidic media
a:
~
Ces résultats ont été obtenus en combinant la
The number of charges and the depth required
méthode de coulométrie et celle de la polarogra-
in the photodissolution process on the interface
phie impulsionnelle différentielle, puis en utilisant
semiconductor electrod n- InP / acid electrolyte
le principe de la redissolution anodique.
have been determinated by using the combina-
tion of coulometry and pulse differential polaro-
En outre, l'évolution du courant de pic et les poten-
graphy measurements, applied to anodic redis-
tiels de demi-vague ont été analysés en fonction
solution.
du potentiel de balayage, aussi bien dans chacun
. des électrolytes H2S04 0,5 M et HCI1 M que dans
ln the other hand, the evolution of peak current and
le mélange de ces milieux aqueux.
the half-peak potentials are analysed in two elec-
trolytes as H
Mots-clés: nombre de charges, épaisseur, photodisso-
2S04 0.5 M and HCl1 M against the
sweap potential into each electrolyte and into their
lution, électrode semiconductrice, coulométrie, polarogra-
phie impulsionnelle différentielle, redissolution anodique,
mixing.
courant de pic, potentiel de demi-vague.
Keywords : Number ot charges, photodissolution, semi-
conductor electrod, interface, coulometry ; Pulse differen-
tial polarography, anodic redissolution, peak current,
hait-peak potential.
34
Rev. CAMES - Série A, vol. 01,1999
Sciences et Médecine
1,6xl0"
1,4)(10'
1,2)(10'
10x 1O'
f\\
8,Ox 10
! \\
«
........
6,Ox10'
- Q.
4,Ox10'
2,0)(10'
0.0
-2,0)(10'
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
E (V/Ag/Ag +)
Figure 1 : Polarogranune dans l'électrolyte seul (exemple: H2S04 0,5 M)
TROKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
J 1Ir---r--~-"""--"""--"""---r--"'T""-"'---r---'---r-.....,...-...,...-....,
11
6
2
........ "
/
1IL-_-'---~_-L..--.L.---i._--'_ _L-_"""'_....L..._....L..._-'-_--L_-...J_.....J
.O.GU
.0.55
.0.50
.OA5
.OAO
.0.35
.0.30
E {V/(Ag'lAg))
Figure 2 : Polarogranune de l'indium dans H2S04 0,5 M
TROKOUREY A. et al, Revue CAMES, 1999
Rev. CAMES - Série A, vol. 01, 1999
35
Sciences et Médecine
2
5
Cl
---~-------
·U.?
.0.6
.0,5
-0,4
-0,3
E (V/(Ag'/Ag»
Figure 3 : Polarogramme de l'indium dans HCl 1 M
(4) : échantillon
(5) : échantillon+1~ ajout
(6) : échantillon+2' ajout
(7) : échantillon+3' ajout
TROKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
1
1
1
1
1
1
1
i '
/(2)
l
2Clü
100
\\
(1)
"
pl:r
_---
li
......
_
- - -
~_
~..-
,
~
..
----~_ .....
1
1
1
1
1
1
1
1
1
-0,75
-H,70
-0.65
-0.60
-0.55
-0,50
-O,~5
-OAO
-o.rs ..(J.30
-0,25
E (V/(Ag'/Ag))
Figure 4: Comparaison des courants de pic d'indium dans H2S04 0,5 M :
sans ajout de HCI 2 M : (1)
avec ajout de HCl 2 M : (2)
mOKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
36
Rev. CAMES - Série A, vol. 01,1999
Sciences et Médecine
35
30
:;o
25
lil'
~20
•
-cc
:::-.. 15
10
5·
o C(10<l M)1
2
3
Figure 5a : Détermination de C In3+ dans H2S04 0,5 M
Cln 3+ = Céchan. = c.; = 1,78. 10-5 M
TROKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
18
"/~
.tj..
0
16
'5
."
ëü
0
0
oCIJ.
..
ëi
ëi
'<t
..
14
,
~
.Ql
''5
(')
c
. 0
12
t
ëi
'"s:
.CI)
0
·N
-QI
10
<:
.~
::J.
~Q
/
8
6
4
2
. / /
0
-3
/C",,_.
-2
·1
·0
C(10's M)1
2
Figure 5b : Détermination de C In3+ dans HCI lM
C1n3+ = Céchan. = CO· = 2,57. 10-5 M
TROKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
..RlilV, CAMES - Série A, vol. 01,1999
37
Sciences et Médecine
Tableau I. Concentrations d'indium, nombres de charges et épaisseurs dissoutes de InP - n.
Electrolyte
C*O
z
e (um)
(l0-5M)
H2S04 0,5 M
2,08
6,72
2,51
H2S04 0,5 M
1,78
7,84
2,15
H2S04 0,5 M
2,04
6,85
2,46
H2S04 0,5 M
2,05
6,82
2,47
H2S04 0,5 M
2,01
6,95
2,43
H2S04 0,5 M
1,95
7,18
2,35
H2S04 0,5 M
1,75
7,99
2,11
HCl1 M
2,30
6,08
2,77
HCl1 M
2,41
5,79
2,91
HCI1M
2,57
5,45
3,09
HCl1 M
2,44
5,73
2,94
0,12
rI/\\
1 \\
1
1
1
1
0,08
l
,
i/\\ \\
"
\\!
0,00
ri, \\',1
1
Î
i'
\\)
JI
\\\\
.
!1
\\\\
Q,04
~I( \\\\
f 1
l"~
1 1
l'
0,02
;1;/'
\\~,
\\::~'.
/1
\\\\
::::~
//J ----
\\~.
"-"'~:...---'
~..,~,
.~---~
0,00
, -0,7
-0,6
-05
-0,3
E0I/(Ag'+fAg))
Figure 6 : Polarogramme de l'indium dans HCI 1 M suffisamment dilué.
TROKOUREY A. et al., Revue CAMES, 1999
38
Rev. CAMES - Série A, vol. 01,1999