Thèse soutenue le 11 juin 2012 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Physique des Matériaux

Résumé :
Ce travail a porté sur la croissance par épitaxie par jets moléculaires de nanofils InGaN/GaNsur Si (111). Le dépôt d'InGaN en conditions riches azote sur des nanofils GaN pré-existants permet de conserver la structure colonnaire. La morphologie des nanofils s'est révélée dépendre fortement du taux d'indium utilisé dans les flux. A faible taux nominal d'indium celui-ci se concentre dans le cœur du fil, ce qui résulte en une structure cœur-coquille InGaN-GaN spontanée. Malgré le taux d'indium important dans le cœur, la relaxation des contraintes y est entièrement élastique. La luminescence est dominée par des effets de localisation de porteurs qui donnent lieu à une bonne tenue en température. Au contraire, à plus fort flux nominal d'indium il y a relaxation plastique des contraintes et aucune séparation de phase n'est observée. L'étude d'insertions InGaN permet de confirmer que, malgré le faible diamètre des nanofils, la croissance est dominée par la nécessité de relaxation des contraintes, et la nucléation de l'InGaN se fait sous la forme d'un îlot facetté. Il en résulte une incorporation préférentielle de l'indium au sommet de l'îlot, et donc un gradient radial de composition qui se développe en structure cœur-coquille spontanée au cours de la croissance. Au contraire, la croissance en conditions riches métal entraîne une croissance latérale très importante, nettement plus marquée dans le cas d'InGaN que de GaN : l'indium en excès a une ffet surfactant qui limite la croissance axiale et favorise la croissance latérale.

Jury :
Président : Hubert Renevier
Rapporteur : Frank Glas
Rapporteur : Pierre Lefebvre
Membre : Mathieu Kociak
Membre : Henning Riechert
Membre : Philippe Gilet
Membre : Bruno Daudin
Directeur de thèse : Bruno Daudin
Co-directeur de thèse : Philippe Gilet

Mots clés :
InGaN, DEL, Nitrures, EJM, Nanofils, Semiconducteurs, Boîtes quantiques

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