Thèse soutenue

Synthèse et caractérisation de films de clathrates de silicium pour des applications photovoltaïques
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Auteur / Autrice : Romain Vollondat
Direction : Thomas FixAbdelilah Slaoui
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique de la matière condensée
Date : Soutenance le 13/12/2022
Etablissement(s) : Strasbourg
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg)
Jury : Président / Présidente : Sylvie Bégin-Colin
Examinateurs / Examinatrices : Jef Poortmans
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Kaminski-Cachopo, Pere Roca i Cabarrocas

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cet ouvrage concerne la synthèse de films de Clathrates de Silicium (SiCL) puis l’investigation et l’optimisation de leurs propriétés optoélectroniques et structurales. Les SiCL sont des composés d’inclusion formés d’un réseau silicié de cages occupées par du sodium. Libres de sodium, ces SiCL sont des allotropes exotiques à bande directe du silicium favorables à des technologies solaires performantes. Une large compréhension des SiCL sous forme de film est donc cruciale. Les films de SiCL de type-I (SiCL-I) et de type-II (SiCL- II) sont obtenus par décomposition thermique et caractérisés (DRX, Raman..). Par analyse des propriétés optoélectroniques (Hall, PL..) les films de SiCL-I sont métalliques tandis que les SiCL-II présentent différentes concentrations en sodium impactant les propriétés optoélectroniques comme prédit par DFT. Le contrôle réversible du niveau de sodium du SiCL-II permet la transition du film de métal à semiconducteur. Les propriétés structurales des films sont améliorées par recuit sous presse. Enfin, l’implantation en surface des couches par de l’arsenic est démontré et les effets sur les propriétés des films de SiCL-II sont étudiés.