Intégration oxydes fonctionnels / semiconducteurs par épitaxie

Les oxydes fonctionnels présentent une très grande variété de propriétés (supraconductivité, piézoélectricité, ferroélectricité, pyroélectricité, ferromagnétisme, multiferroïcité, thermoélectricité, forts coefficients électro-optiques,…) qui en font des matériaux clés pour de nombreuses applications. Ils sont étudiés dans la communauté internationale sous forme de couches minces épitaxiées principalement par ablation laser (PLD) et pulvérisation cathodique (sputtering) sur des substrats d’oxydes, pour viser principalement des applications en nanoélectronique et spintronique. La spécificité de notre approche repose sur l’utilisation de l’épitaxie par jets moléculaires pour la synthèse de ces matériaux. Cette technique, moins mature que la pulvérisation cathodique ou la PLD pour la croissance des oxydes, offre des possibilités inégalées pour le contrôle de la croissance de ces matériaux (hétérostructures et super-réseaux complexes, contrôle des interfaces, dopage) que nous exploitons pour l’ingénierie de leurs propriétés fonctionnelles. Cette technique permet également d’intégrer, par croissance épitaxiale, un certain nombre d’oxydes fonctionnels sur des plateformes semiconductrices (Si, Ge, III-V). Notre savoir-faire à l’état de l’art dans ce domaine stratégique est rare à l’échelle internationale, et donc recherché. Enfin, l’originalité de notre positionnement réside aussi dans les applications que nous visons : composants intégrés à base d’oxydes sur semiconducteurs pour la récupération d’énergie et pour la photonique, quand la plupart de nos concurrents développent des matériaux pour la nanoélectronique et la spintronique.

 

Responsables : R. Bachelet et G. Saint-Girons

 

Participants : R. Bachelet, C. Botella, A. Danescu, G. Grenet, J. Penuelas, P. Regreny, Y. Robach, G. Saint-Girons, B. Vilquin

 

Post-doctorants:

M. Apreutesei (2015-2017): « Nanostructured thermoelectric LSTO films by MBE »

 

Doctorants:

L. Mazet (2012-2016) : « Hétérostructures à base de BaTiO3 épitaxié sur Si pour la réalisation de transistors MOS de faible consommation »

B. Meunier (2013-2016) :  » Hétérostructures épitaxiées combinant semiconducteurs III-V et oxydes ferroélectriques pour le développement de fonctionnalités optiques nouvelles intégrées sur GaAs  »

R. Moalla (2013-2016) : « Epitaxial pyroelectric oxide films for thermal energy harvesting »

M. Minvieille (2013-2016) : « Elaboration et caractérisations d’hétérostructures d’oxydes à commutation résistive pour la fabrication de dispositifs memristifs »

M. Bouras (2016-2019) :  » Ingénierie des propriétés diélectriques d’oxydes pérovskites par nanostructuration jusqu’à l’échelle de la monocouche »

D. Han (2017-2020) : « p-type Sr-doped LaCrO3 thermoelectric epitaxial films »

 

Ingénieur de recherche CDD :

R. Moalla (2018-2020): « Microfabrication of integrated oxides-based thermoelectric modules »

 

Projects contractuels :

– ANR-Blanc 2012 HIRIS, 2012-2015

– BQR Ecole Centrale de Lyon, 2015

– Région ARC 6 (collaboration ESRF), 2013-2016

– Région ARC 6 (collaborations SYMME, STMicroelectronics), 2014-2017

– Région ARC 4 (collaborations CEA-LETI et LGEF), 2013-2016

– Laboratoire commun INL / RIBER, 2013-2016

– Projet européen SITOGA, 2014-2017, site web: http://sitoga.eu/

– Projet européen TIPS, 2015-2018, site web: http://www.tips2020.eu/

– Nano 2017, 2016-2017

– ANR 2016 DIAMWAFEL, 2016-2019

– ANR 2016 LILIT, 2016-2020

– ANR 2017 MITO, 2018-2020

 

Collaborations :

CEA Iramis Saclay, CEA-LETI Grenoble, CEA LIST Saclay, EPFL, synchrotron ESRF, FEMTO ST Besançon, GEMaC Versailles, IBM Zürich (Suisse), ICMAB Barcelone (Espagne), IEF Orsay, IEMN Lille, ILM Lyon, CETHIL Lyon, IMEC-LAHC Grenoble, IMN Nantes, IRCELYON Villeurbanne,), LGEF Lyon, LPN Marcoussis, LSPM, Université d’Osaka (Japon), RIBER, Synchrotron SOLEIL, SPMS Ecole Centrale Paris Chatenay Malabry, STMicroelectronics, Tyndall Cork (Irlande), Université de Tokyo (Japon), UMI LN2 Sherbrooke (Canada), Université de Valencia (Espagne), KU Leuven (Belgique), DAS Photonics (Espagne), IHP (Allemagne).

Collaborations internes INL avec les équipe Nanophotonique, Dispositifs Electroniques, Spectroscopie et Nanomatériaux, plateforme Nanolyon.

INL CNRS