Thèse soutenue

Étude et contrôle de la densité de porteurs dans des nanocristaux à faible bande interdite : application à la détection infrarouge
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Charlie Gréboval
Direction : Emmanuel Lhuillier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 11/10/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des nanosciences de Paris (1997-....)
Jury : Président / Présidente : Abhay Shukla
Examinateurs / Examinatrices : Juliette Mangeney, Jean-Luc Reverchon
Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Lafarge, Antonio Tejeda

Résumé

FR  |  
EN

Les nanocristaux de semiconducteur colloïdaux sont des objets cristallins synthétisés par voie chimique. En raison du confinement quantique présent dans ces objets, leur propriétés optiques dépendent de leur taille et peuvent être ajustés lors de leur synthèse. Connus principalement pour leur photoluminescence dans le visible, ils peuvent également absorber le rayonnement infrarouge. Parmi les matériaux absorbant dans l’infrarouge, j’ai utilisé pendant ma thèse le tellurure de mercure dont l’énergie de bande interdite peut être ajustée continument sur l’ensemble de la gamme infrarouge. Ces nanocristaux peuvent être déposés sous forme de films sur des électrodes afin de réaliser des photodétecteurs infrarouges. L’objectif est d’utiliser ces photodétecteurs dans des caméras infrarouges à bas coût. Avant cela il est nécessaire d’avoir une connaissance complète de ces matériaux. Je me suis intéressé à plusieurs moyens permettant de sonder la nature et la dynamique des porteurs majoritaires et minoritaires dans des nanocristaux de HgTe. Cela passe par des mesures de photoémission mais également par la réalisation de transistors à effet de champ. J’ai développé de nouvelles technologies de grille pour ces transistors et je présente des exemples d’intégration de ces transistors dans des photodétecteurs. L’ajout d’une grille permet un meilleur contrôle de la densité de porteurs et permet dans certaines conditions d’améliorer la séparation des charges par la formation d’une jonction p-n dans le canal. Cela permet une augmentation significative du rapport signal-sur-bruit des détecteurs et donc de meilleures performances.