Auteur / Autrice : | Gabin Grégoire |
Direction : | Yamina André, Evelyne Gil |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 15/10/2021 |
Etablissement(s) : | Université Clermont Auvergne (2021-...) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Vladimir Dubrovskii, Catherine Chaillout-Bougerol, Ray LaPierre |
Rapporteurs / Rapporteuses : Maria Tchernycheva, Charles Cornet |
Mots clés
Résumé
Dans ce travail, nous avons pour la première fois démontré la croissance sans catalyseur de nanofils III-As par épitaxie en phase vapeur par la méthode aux hydrures (HVPE). Dans un premier temps, nous avons réalisé la croissance auto-organisée de nanofils InAs sur substrats silicium ainsi que l'étude de l'effet des paramètres expérimentaux sur la croissance. Un modèle théorique a été développé démontrant que la croissance a lieu par condensation directe des espèces InCl et As4 sur la surface des substrats. Par la suite, nous avons étudié la croissance sélective d'InAs et de GaAs sur substrats GaAs et Si. Il est démontré que la HVPE permet de facilement contrôler la morphologie du matériau en modifiant les conditions de croissance aux échelles submicrométriques et nanométriques. Les mesures FTIR réalisées sur des réseaux de nanofils démontrent le potentiel des nanofils InAs pour la réalisation de détecteurs multi-spectraux dans le domaine de l’infrarouge. Des caractérisations par photoluminescence sont réalisées afin d'étudier les propriétés optoélectroniques des nanostructures GaAs et InAs. Finalement, nous avons démontré la croissance sélective (SAG) de nanofils InGaAs sur substrat GaAs et Si. Une étude préliminaire de l'effet des paramètres expérimentaux sur la composition et la morphologie des nanostructures est présentée. Nous avons montré que la composition de l'alliage ternaire (InGaAs) peut être contrôlée en variant les pressions partielles d'InCl et GaCl. Un modèle théorique permettant de relier la composition de la phase vapeur à la composition du solide est introduit.