Sujet de Doctorats 2013 - IEMN

Titre : Etude de semiconducteurs III-V non-stoechiométriques pour l’échantillonnage de signauxhyperfréquencesFinancement prévu : DGACofinancement éventuel : INSIS(Co) Directeur de thèse : Bruno GRANDIDIERE-mail : bruno.grandidier@isen.frCo-directeur de thèse : Xavier WALLARTE-mail : xavier.wallart@iemn.univ-lille1.frLaboratoire : IEMNGroupe de recherche : Physique/EPIPHYDescriptif :Le GaAs épitaxié à basse température (GaAs-BT) est un semiconducteur non-stoechiométrique qui estproduit par épitaxie par jets moléculaires à des températures de croissance inférieures aux températureshabituellement utilisées pour la croissance du GaAs. Il a été montré que ce matériau pouvait être utilisépour la réalisation de photocommutateurs commutant en des temps inférieurs à la picoseconde. Cecipermet l’échantillonnage de signaux hyperfréquences et présente un intérêt direct pour les applicationsde défense (guerre électronique), où des solutions hybrides électriques-optiques sont activementrecherchées, en particulier par des partenaires industriels de la DGA comme Thalès SystèmesAéroportés. Le composant est en général un photoconducteur à structure interdigitée planaire, maisl’IEMN a récemment breveté et démontré une structure verticale plus efficace utilisant des résonnancesde Fabry-Pérot.Dans les deux cas, les propriétés du matériau GaAs-BT sont essentielles pour l’obtention deperformances compatibles avec les applications. Bien que ce matériau ait été découvert et étudié àpartir des années 90, la reproductibilité des épitaxies a été pendant longtemps un problème récurrent.Toutefois son utilisation s’est répandue dans un bon nombre de laboratoire pour la génération et ladétection de signaux térahertz, sans toutefois réel transfert vers l’industrie. En conséquence aucuneétude du vieillissement du matériau sur des périodes longues n’a été effectuée et publiée. Aujourd’huiles techniques de croissance sont mieux maîtrisées et les moyens de caractérisation des matériaux, dontnous disposons, ont gagné en précision à la fois spatiale et temporelle. Il semble donc opportun demener une étude poussée et complète du GaAs-BT, pour optimiser ses propriétés électroniques,comprendre les mécanismes de vieillissement et rendre son utilisation plus fiable dans les applications.Nanowire properties are often dominated by their surfaces, and scanning tunneling spectroscopy willprovide key information on these aspects, including surface composition, reconstruction, and bandgap,that might also reflect the bulk properties of the nanowires, when the sidewalls of the nanowires arepassivated. Detailed information of the nanowire surfaces will be relevant to understand the atomisticprocesses that may occur on the sidewalls during the growth and will benefit to the formation of abruptinterfaces in core-shell structures.69