Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 1129-1138 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:0199000250110112900

Effet photoplastique dans ZnS de structure blende entre 300 et 620 K

J.J. Couderc, C. Levade et A. Kara

Laboratoire de Physique des Solides associé au C.N.R.S., U.P.S. et I.N.S.A. Avenue de Rangueil, 31077 Toulouse Cedex, France

Abstract
Deformation tests by uniaxial compression in the [110] direction have been performed on ZnS natural single crystals between 300 and 620 K in the dark and under illumination to study the photoplastic effect (P.P.E.). A positive P.P.E. (hardening), vanishing near 620 K, was revealed as well as a repeated yielding effect, the frequency and the amplitude of which were decreasing with increasing temperature. T.E.M. observations, the temperature dependence of the flow stress and the low values of the activation volume are consistent with dislocation glide being controlled by a Peierls mechanism in the dark as well as under illumination. The activation volume is always larger under illumination for a given T or τ. This suggests an activation enthalpy larger under illumination. The P.P.E. could mainly originate from an illumination induced increase of the Peierls barrier.

Résumé
Des essais de déformation par compression uniaxiale suivant [110] ont été réalisés sur des monocristaux naturels de ZnS entre 300 et 620 K dans le noir et sous illumination U.V. pour étudier l'effet photoplastique (E.P.P.). Un E.P.P. positif (durcissement), disparaissant vers 620 K est mis en évidence ainsi que des oscillations de contrainte dont la période et l'amplitude diminuent lorsque la température croît. Les observations par M.E.T., les variations de la contrainte d'écoulement plastique (C.E.P.) avec la température et les faibles valeurs du volume d'activation montrent que, dans le noir comme sous illumination, le mécanisme de Peierls contrôle le glissement des dislocations. Pour une température ou une contrainte données, le volume d'activation est toujours plus grand sous illumination, ce qui conduit à une enthalpie d'activation plus élevée. L'E.P.P. trouverait donc essentiellement son origine dans l'élévation de la barrière de Peierls sous illumination.

PACS
6220F - Deformation and plasticity.
6170L - Slip, creep, internal friction and other indirect evidence of dislocations.

Key words
II VI semiconductors -- photoplasticity -- plastic flow -- slip -- transmission electron microscope examination of materials -- zinc compounds -- deformation -- semiconductor -- sphalerite -- single crystals -- photoplastic effect -- hardening -- yielding -- TEM -- flow stress -- activation volume -- dislocation glide -- activation enthalpy -- Peierls barrier -- 300 to 620 K -- ZnS