Vers la réalisation de pixels rouges basés sur des micro-domaines de nitrure d'éléments III

Toward red pixels based on III-nitrides elements micro-domains

• Auteur / Autrice : Elias Semlali
• Direction : Agnes Trassoudaine, Yamina Andre
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Milieux denses et matériaux
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Fondamentales
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : PHOTON - Photonique, Ondes, Nanomatériaux
• Jury : Président / Présidente : Eric TOURNIé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Agnes Trassoudaine, Fabrice Semond, Eirini Sarigiannidou, Jean-Christophe Harmand, Yamina ANDRé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Semond, Eirini Sarigiannidou

Mots clés

Mots clés libres

Hvpe

Microdomaines III-N

Ternaire

Croissance sélective

Modèle cinétique

Hvpe

III-N microdomains

Ternary

Selective area growth

Kinetic modelling

Résumé

Ce travail porte sur l'étude de la croissance de microdomaines de III-N par épitaxie en phase vapeur aux hydrures pour des applications de microdiodes électroluminescentes flexibles. La méthode utilisée pour la synthèse de microsubstrats est divisée en deux étapes : la croissance de nanofils (NFs) de GaN ou d'InGaN par croissance sélective et la reprise de croissance latérale sur les parois de ces NFs. Les résultats montrent que la synthèse de microsubstrats organisés de GaN à partir de NFs de GaN synthétisés sur substrat de graphène par épitaxie par jets moléculaires est une voie prometteuse. La condition de croissance optimale de ces microobjets est déterminée grâce à une carthographie de la croissance sélective de GaN à échelle nanométrique. En ce qui concerne l'InGaN, la composition du ternaire est déterminée par la vitesse d'insertion des deux adespèces d'éléments III au site favorable d'incorporation. Un modèle cinétique de croissance de GaN existe. Ce travail porte sur le développement d'un modèle cinétique InN. La composition du NF d'InGaN est ajustable par la composition en éléments III de la phase vapeur et par la température de croissance. Le contrôle de la densité de NFs d'InN est démontré par la variation de la sursaturation. Ces résultats montrent le potentiel de la HVPE pour la croissance sélective de NFs InGaN à haute composition en In à faible densité de défauts.

This work focuses on the study of III-N microdomains growth by hydride vapor phase epitaxy for flexible micro-Light Emitting Diodes applications. The method used for the synthesis of microsubstrates is divided into two steps: the growth of GaN or InGaN nanowires (NWs) by selective area growth and the epitaxial lateral growth on the NWs sidewalls. The results show that the synthesis of organized GaN microsubstrates from GaN NWs grown on graphene substrate by molecular beam epitaxy is a promising approach. The optimal growth condition of these objects is determined by the selective area growth of GaN cartography at a nanometric scale. Regarding InGaN, the composition of the ternary is determined by the insertion rate of the two III element adspecies at the favorable incorporation site. A kinetic model of GaN already exists. This work focuses on the InN kinetic model development. The composition of the InGaN NW is tunable by the III element composition of the vapor phase and the growth temperature. The density control of InN NWs is demonstrated by the supersaturation variation. These results show the capability of HVPE for the selective area growth of high In content InGaN NWs with low defect density.