Synthèse de nanocristaux semi-conducteurs pour les applications Q-LED

Synthesis of semiconductor nanocrystals for Q-LED applications

• Auteur / Autrice : Pierre Machut
• Direction : Peter Reiss
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Inscription en doctorat le 24/01/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Systèmes Moléculaires et Nano Matériaux pour l'Énergie et la Santé

Mots clés

Mots clés libres

Synthèse colloidale

Boîte quantique

Q-led

Nanocristaux

Nanocrystals

Quantum dots

Colloidal synthesis

Q-led

Résumé

Cette thèse se déroulera au laboratoire SyMMES de l'institut IRIG du Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), en collaboration avec STMicroelectronics, Grenoble et portera sur la synthèse de nanocristaux semiconducteurs cœur-coquille pour des applications de diodes électroluminescentes émettant dans le proche infrarouge (NIR/SWIR). La thèse présentée dans ce dossier a pour but d'explorer les options technologiques permettant d'adresser une application nouvelle dans le domaine de l'illumination, avec des diodes électroluminescentes (LED) infrarouges à bas coût. Il s'agit de modifier la méthode de synthèse actuelle afin de fabriquer des nanocristaux cœur-coquille et d'améliorer l'électroluminescence et le rendement quantique de photodiode polarisées en mode direct. L'approche retenue pour cette thèse est la synthèse de nanocristaux cœur-coquille PbS/CdS ou PbS/CdSe. Pour ce faire, le travail effectué par le candidat adressera deux tâches principales: mettre au point une méthode de synthèse permettant d'obtenir des nanocristaux cœur-coquille PbS/CdS monodisperse, stables, inertes à l'air et ayant des bonnes propriétés électroluminescentes; mettre au point une chimie de passivation de ces nanocristaux, ainsi qu'un schéma d'intégration permettant de déposer ces nanocristaux sur wafer et d'obtenir un matériau en phase solide avec une bonne fiabilité.

This phD will take place at the SyMMES laboratory of the IRIG institute of the Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives (CEA), in collaboration with STMicroelectronics, Grenoble, and will focus on the synthesis of core-shell semiconductor nanocrystals for near-infrared (NIR/SWIR) light-emitting diode applications. The aim of the phD presented in this file is to explore the technological options to address a new application in the field of illumination, with low cost infrared light emitting diodes (LED). The aim is to modify the current synthesis method in order to fabricate core-shell nanocrystals and to improve the electroluminescence and quantum efficiency of direct mode polarized photodiodes. The approach chosen for this thesis is the synthesis of PbS/CdS or PbS/CdSe core-shell nanocrystals. To do so, the work performed by the candidate will address two main tasks: to develop a synthesis method allowing to obtain monodisperse PbS/CdS core-shell nanocrystals, stable, inert in air and with good electroluminescent properties; to develop a passivation chemistry of these nanocrystals, as well as an integration scheme allowing to deposit these nanocrystals on wafer and to obtain a solid phase material with a good reliability.