Imprimer cette page

SCM nitrures

Thème Semi-conducteurs à large bande interdite pour l'optoélectronique : Nitrures d'alliages III-V


Nous allons aborder des études sur ces matériaux pour deux raisons.

Des mesures d'AFM à pointe conductrice, menées récemment dans notre équipe sur des couches de GaAsN fournies par des collègues de l'université 'La Sapienza" de Rome ont permis de mettre en évidence l'effet de l'incorporation d'azote sur la résistivité du matériau, et inversement l'effet de passivation de l'azote par l'hydrogène. Ainsi, des hydrogénations locales permettraient de modifier localement les propriétés de GaAsN, ce qui pourrait être intéressant pour créer des structures à confinement pour notamment des applications en émission laser infra-rouge. Ces études préliminaires nous ont permis de participer au pré-dépôt d'un projet européen baptisé "SMARTMATT" (SMART MATerials for innovative Technologies). Le premier cap de sélection ayant été passé avec succès, nous allons donc déposer la version détaillée complète de ce projet (appel à projet FP7- Nanosciences, Nanotechnologies, Materials and new Production Technologies -2008). Ce projet regroupe quatorze laboratoires européens dont trois français (LGEP, GEMaC et LPN) et un industriel français, 3S Photonics. Il a pour objet l'ingénierie d'alliages de la famille III-V-N (GaAsN, InGaAsN...) pour des applications dans les domaines de l'optoélectronique, la photonique et la nanostructuration. Notre apport à ce projet se fera à travers la technique d'AFM à pointe conductrice, qui permettra en particulier de caractériser les nanostructures obtenues par incorporation sélective d'hydrogène. Elle pourra être couplée à la technique de cathodoluminescence du GEMaC dans le cadre d'études plus fondamentales de dissociation de complexes hydrogène sous faisceau d'électrons.

La deuxième raison nous renvoie aux applications photovoltaïques. Dans la famille de matériaux InGaN, il est possible de faire varier l'énergie de bande interdite du semiconducteur sur une plage d'énergie de 0,7 à 3,4 eV, qui couvre entièrement le spectre solaire, en changeant la composition du mélange gallium/indium. Ceci fait de ces matériaux d'excellents candidats pour la réalisation de cellules photovoltaïques à multi-jonctions. Un projet retenu en liste complémentaire sur ce thème dans le cadre de l'appel d'offres HABISOL 2008 en collaboration avec l'UMI Georgia Tech-CNRS, le LPN, et la société Nanovation. Ce projet, baptisé " NewPVonGlass" a pour objectif de réaliser dans un premier temps, une simple jonction à base de ces matériaux, avec un gap optimal, déposée sur plusieurs substrats (saphir, silicium monocristallin et verre quartz). Ensuite seront réalisées des cellules multi-jonctions avec le même alliage, en faisant varier la composition. Le LGEP participera dans plusieurs tâches de ce projet, couvrant les aspects modélisation et design des structures, caractérisations structurales (spectrophotométrie UV-Visible-IR) et électriques (spectroscopie d'admittance et courant photomodulé) des matériaux, et caractérisation des performances photovoltaïques sous simulateur solaire.