LUE - cristaux et films minces de pérovskites hybrides chirales pour l'optoélectronique

LUE - single crystals and thin films of chiral hybrid perovskites for optoelectronics

• Auteur / Autrice : Samuel Mathieu
• Direction : Mathieu Stoffel, Sébastien Pillet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 23/09/2023
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : C2MP - CHIMIE MECANIQUE MATERIAUX PHYSIQUE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IJL - INSTITUT JEAN LAMOUR
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : DEPARTEMENT 1 - P2M : Physique de la Matière et des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Épitaxie par jet moléculaire

Cristaux

Films minces

Optoélectronique

Pérovskite hybride

Chiralité

Chirality

Hybrid perovskite

Molecular beam epitaxy

Crystals

Thin films

Optoelectronics

Résumé

Les pérovskites hybrides organiques-inorganiques représentent une nouvelle classe émergente de semi-conducteurs présentant des propriétés électroniques et optiques exceptionnelles avec des applications dans le domaine du photovoltaïque, de l'émission de lumière (LED, Laser) et de la photodétection. Ces composés sont également des matériaux très prometteurs pour le domaine de la spintronique en raison de leur fort couplage spin-orbite. Combinant les propriétés d'émission de lumière très efficace avec un transport électronique polarisé en spin, les pérovskites hybrides chirales peuvent présenter une émission de lumière polarisée circulairement, leur conférant des applications dans le domaine des télécommunications. L'objectif de ce projet de thèse est d'élaborer de nouvelles pérovskites hybrides à la fois chirale et émettrices de lumière sous la forme de cristaux et de films minces. Le projet sera mené en collaboration entre deux laboratoires de l'Université de Lorraine : CRM2 et IJL. La croissance cristalline ainsi que les caractérisations structurales de pérovskites hybrides seront menées au CRM2. Le développement de couches minces sera réalisé à l'IJL en utilisant l'épitaxie par jets moléculaires (MBE) ainsi que des méthodes d'exfoliation. L'émission de lumière polarisée sera étudiée à l'IJL afin de définir les performances des couches minces, avant leur intégration dans des dispositifs optoélectroniques à spin-LED.

Organic-inorganic hybrid perovskites are a new emerging class of semiconductors exhibiting exceptional electronic and optical properties with applications in photovoltaics, light emission (LED, Laser) and photodetection. These compounds are also highly promising for spintronics due to their large and tunable spin–orbit coupling. Combining the efficient light emission properties with the spin selectivity in electron transport, chiral hybrid perovskites can show very efficient circularly polarized light emission, leading to applications in telecommunication. The objective of this thesis project is to elaborate new hybrid perovskites that are both chiral and light emitting in the form of crystals and thin films. The project will be carried out in collaboration between two laboratories of the Université de Lorraine: CRM2 and IJL. Crystal growth and structural characterizations of hybrid perovskites will be carried out at CRM2. The development of thin films will be carried out at IJL using molecular beam epitaxy (MBE) and exfoliation methods. The emission of polarized light will be studied at IJL in order to define the performance of thin films, before their integration into spin-LED optoelectronic devices.