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Caractérisations structurales et spectroscopiques – Modélisation

L’ambition de cet axe est l’étude d’objets élaborés par les axes « Oxydes » et « Nanofils » ou issus de collaborations du point de vue morphologique, structural, chimique et spectroscopique en développant pour ce faire, des caractérisations et les modélisations spécifiques. Il s’attache entre autres à résoudre les problématiques posées par l’hétérogénéité chimique, structurale, électronique et mécanique de ces objets (micrométriques ou nanométriques) en utilisant les méthodes mettant en évidence leur couplage. Il utilise pour ce faire les facilités offertes au laboratoire par la plateforme Nanolyon dont la centrale Matériaux (réacteurs III-V et oxydes reliés sous vide à un XPS/XPD) mais aussi celles offertes par les grands instruments (ESRF, SOLEIL, CLYM,.. ).

Thèmes de recherche

  • Caractérisation optique

L’équipe développe une expertise en spectroscopies optiques résolues spatialement et temporellement pour l’analyse à l’échelle nanométrique de fils, de particules, ou d’inclusions.

 

  • Caractérisation électrique

La spectroscopie électrique et électronique de jonctions, de fils, de particules, ou d’inclusions, tant à l’échelle nanométrique qu’à l’échelle du composant est une expertise reconnue de l’équipe. L’équipe s’appuie notamment sur l’utilisation poussée à leurs limites des techniques SPM (scanning probe microscopie) électriques.

 

  • Caractérisation structurale et chimique

L’équipe dispose d’une expertise vaste et complémentaire exploitant et couplant la diffraction des rayons X, des électrons ou des ions, la photoémission XPS/XPD, RBS, TEM/EELS. A cela s’adjoignent des techniques de mesure structurale à l’état de l’art (diffraction de surface, XPS-XPD, MEIS) ) et celles réalisées sur des grands instruments, pour caractériser et modéliser le triptyque structure-interface-contrainte et résoudre la problématique de l’hétérogénéité dans les systèmes de matériaux étudiés ou les structures élaborées. Notre savoir-faire à l’état de l’art en caractérisation de couches minces ou de microcomposants, associé à une adaptation continuelle de nos techniques d’analyse, permettent des études applicatives en lien avec le tissu industriel ou préindustriel de notre environnement. Notamment ce savoir-faire s’illustre dans le cadre de nos laboratoires communs (ST Microelectronics, Riber) et conventions (CEA-LETI).

 

  • Ingénierie des contraintes dans les couches minces

Le contrôle de la composition et de l’épaisseur des couches minces épitaxiées permet la réalisation des objets tridimensionnels complexes, par relaxation des contraintes mécaniques. Dans le cadre de l’ANR Pholding, la mise en œuvre de cette idée nous a permis d’obtenir des cristaux photoniques enroulés qui possèdent des propriétés optiques (confinement de la lumière) remarquables.

 

Co-animateurs de la thématique : G. Brémond, B. Masenelli

 

Participants :  A. Apostoluk, R. Bachelet, J.M. Bluet, C. Botella, G. Bremond, B. Canut, N. Chauvin,

A. Danescu, H. Dumont, C. Furgeaud, A. Lamirand, O. Marty, B. Masenelli,

T. Nychyporuk, J. Penuelas, P. Regreny, G. Saint Girons, B Vilquin, T. Wood

Thèses en cours:

  1. Oleksander Synhaivsky (2017-2021) : « Propriétés électriques et piezoélectriques de nanofils de semiconducteurs à grands gaps ( ZnO) pour dispositifs hybrides »
  2. Younes Boussadi (CEA LETI) (2018-2021) : « Corrélation de mesures électro-optiques en température dans les micro-structures LED à puits quantiques InGaN/GaN pour applications micro-écrans »
  3. Thomas Nassiet  (Cifre ST Microelectronics) (2018-2021) :  « Technique innovante d’Imagerie de Photoluminescence : application aux technologies Imageur »
  4. Martina Zanetti (2020-2023) : « Microtechnologies génériques de décollement / report et recyclage du substrat pour fabriquer des dispositifs optoélectroniques : application aux imageurs infrarouges »

Thèses terminées (5 dernières années):

  1. Rémi Briche (2018-2021) : « Résonateurs photonique à base de Origami semi-conducteurs pour exalter l’interaction lumière/matière »
  2. Louise Fouquat (2015-2018) : « Etude par photoémission d’interfaces métal / oxyde et métal / semiconducteur élaborées par épitaxie par jets moléculaires »
  3. C. Zborowski  (2014-2018): « Characterization of deeply buried interfaces by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy »
  4. Mariam El Khatib ( 2016-2019) « Etude et maîtrise des mécanismes de  piégeage dans les  composants MIS-HEMT en nitrure de gallium (GaN)  pour la conversion de l’énergie « Etude
  5. Yu Zhang (CSC) (2016-2020) « Fabrication, structural and spectroscopic studies of wide bandgap semiconducting nanoparticles of ZnO for application as white light emitting diodes»
  6. Lin Wang (CSC) (2013-2016) «Carrier profiling of ZnO nanowire structures by scanning capacitance and scanning spreading resistance microscopy : Toward p-type ZnO ».
  7. Octavien Parredes-Saez (Cifre ST Microelectronics) (2014-2017) « Procédés d’épitaxie spécifiques au CMOS 14 et 10 nm: morphologie et structure ».

Post-doc en cours :

 

Anciens Post-docs (5 dernières années):

  1. Ece Aybeke (2019-2020) « Mesures de dopage de nanofifls GaN et GaAs par SPM électrique » Projet région ENNORA

Projets en cours:

– ANR ROLLER ( 2018- 2021)

– REGION ARA – ENNORA (2017-2022)

– ANR PHOLDING, 2017-2021

 

Projets terminés (5 dernières années):

– ANR  MaDFIZ ( 2013-2016)

Collaborations :

CEA LETI, C2P2 (Université Lyon 1), GEMAC (Université Versailles-St Quentin), LMGP (Université Grenoble Alpes), CEA LETI, ST Microelectronics, L2N (Université de Sherbrooke)

 

INL CNRS
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