Vous êtes ici : Accueil > Équipe NPSC > Nanofils de GaN/AlN : nucléation, polarité et hétérostructures quantiques

Thomas Auzelle

Nanofils de GaN/AlN : nucléation, polarité et hétérostructures quantiques

Publié le 11 décembre 2015

Thèse soutenue le 11 décembre 2015 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Science des nanomatériaux

Résumé :
Usant de certaines conditions, la croissance épitaxiale de GaN sur un large panel de substrats donne lieu à une assemblée de nanofils. Cette géométrie filaire peut permettre la croissance d'hétérostructures libres de tous défauts cristallins étendus, ce qui les rendent attractives pour créer des dispositifs de hautes performances. En premier lieu, mon travail de thèse a visé à clarifier le mécanisme de nucléation auto-organisé des nanofils de GaN sur substrat de silicium. Dans ce but, une étude approfondie de la couche tampon d'AlN, déposée préalablement à la nucléation des nanofils, a été réalisée, mettant en évidence une inattendue forte réactivité de l'Al avec le substrat. La nécessité de la polarité azote pour la croissance des nanofils de GaN a été mise en lumière, bien que des nanofils contenant dans leur cœur un domaine de polarité Ga ont également été observés. Dans ces nanofils, une paroi d'inversion de domaine est présente et a été démontrée être optiquement active, exhibant une photoluminescence à 3,45 eV. Ensuite des hétérostuctures filaires GaN/AlN ont été synthétisée pour des caractérisations structurales et optiques. Il a été montré que le mode de croissance de l'hétérostructure peut être changé en fonction du diamètre du nanofil. En dernier lieu, en prenant avantage de la géométrie cylindrique des nanofils, des mesures de diffusion de porteurs de charge ont été réalisées dans des nanofils de GaN et d'AlN.

Jury :
Président : Hubert Renevier
Rapporteur : Henning Riechert
Rapporteur : Mathieu Leroux
Examinateur : Ludovic Largeau
Examinateur : Sergey Ivanov
Directeur de thèse : Bruno Daudin
Co-endadrant : Bruno Gayral

Mots clés :
Nucléation, Boîte quantique, Mbe, Polarité, Nitrure, Nanofils

Thèse en ligne.