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Ludovic Dupré

Croissance confinée de nanofils de silicium à application solaire photovoltaïque

Publié le 24 octobre 2013


Thèse soutenue le 24 octobre 2013 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Nanophysique

Résumé :
Les nanofils de silicium présentent un fort potentiel d'intégration, et leur utilisation dans des dispositifs électroniques tels que des cellules solaires photovoltaïques ne peut se faire que si leur élaboration et leurs propriétés structurales sont maitrisées. Nous présentons dans cette thèse une méthode de fabrication de matrices de nanofils de silicium par croissance catalysée par l'or ou le cuivre en dépôt chimique en phase vapeur et faisant appel à des matrices de guidage de la croissance en alumine nanoporeuse. Cette technique permet notamment la croissance d'assemblées de nanofils ultra-denses (1.1010 nanofils/cm²) sur substrat non préférentiel ou d'hétérostructures comme des nanofils de germanium sur substrat de silicium. Grâce à la diffraction des rayons X nous montrons ensuite que les nanofils produits sont de très bonne qualité structurale malgré leur substrat non préférentiel et la présence d'une légère déformation de leur maille cristalline. Le contrôle de la déformation cristalline de nanofils de germanium est par ailleurs démontré en encapsulant les nanofils dans une coquille de nitrure de silicium. De nouveaux éléments de réflexion sont également rapportés concernant la contamination des nanofils de silicium par le catalyseur de leur croissance. Enfin l'intégration des nanofils de silicium dans des dispositifs solaires photovoltaïques est démontré en faisant appel à des jonctions PN radiales entre le cœur et la coquille des nanofils.

Jury :
Président : Mustapha Lemiti
Rapporteur : Daniel Bouchier
Rapporteur : Marc Châtelet
Examinateur : Eric Lafontaine
Examinateur :  Hubert Renevier
Examinateur :  Pascal Gentile
Directeur de thèse : Denis Buttard

Mots clés :
Nanofils, Silicium, Alumine Nanoporeuse, Dépôt Chimique en Phase Vapeur, Diffraction des rayons X, Photovoltaïque

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