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Offre de thèse H/F : Croissance de nanofils SiGe en phase hexagonale sur substrats m-plane pour l'intégration de dispositifs quantiques

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : vendredi 19 août 2022

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Informations générales

Référence : UMR9001-LAEVIN-001
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : vendredi 29 juillet 2022
Nom du responsable scientifique : Laetitia Vincent
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2135 € brut

Description du sujet de thèse

La phase cristalline hexagonale de GeSi-2H (un allotrope de la structure cubique standard 3C) s'est révélée être
un matériau révolutionnaire qui apporte des fonctionnalités photoniques intéressantes à la technologie du silicium.
La phase SiGe-2H présente une bande interdite directe et d'excellentes capacités d'émission de lumière avec une longueur d'onde d'émission accordable dans l'infrarouge moyen.
Le SiGe-2H présente une bande interdite directe et d'excellentes capacités d'émission de lumière avec une longueur d'onde d'émission réglable dans l'infrarouge moyen entre 1,8 et 4,2 μm pour une concentration de 0 à 40 % de Si.
Nous avons été les premiers à réaliser la croissance de branches de Ge-2H catalysées par l'Au sur des surfaces de nanofils de GaAs wurtzite.
Nous avons montré que les branches de Ge croissent dans
la direction particulière <1-100> sur les parois latérales (1-100)
des parois latérales du nanofil de GaAs. Elles présentent la
structure cristalline 2H recherchée en gardant une
relation épitaxiale avec le tronc GaAs.
Nous cherchons maintenant à étudier les mécanismes de croissance en utilisant des observations TEM in-situ et en temps réel à l'échelle atomique et de comparer
Vapor-Solid-Solid (VSS) et Vapor-Liquid-Solid (VLS).
(VLS), qui peuvent être contrôlés par la température du substrat.
Il est important de
comprendre la nucléation de ce nouveau matériau
avec l'orientation spécifique <1-100>
et d'analyser l'interface de croissance entre la
branche et le catalyseur. Nous étudierons la
structure cristalline et la formation de défauts ainsi que l la croissance latérale de la phase cubique sur les parois latérales (0001) des branches.Cette étude fondamentale permettra la fabrication d'hétérostructures axiales Si/Ge
le long de l'axe non conventionnel <1-100>.
Pour une intégration évolutive, les nanofils doivent être synthétisés sur des substrats hexagonaux adéquats avec la surface spécifique du plan m {1-100}.
Pour une intégration évolutive, les nanofils doivent être synthétisés sur des substrats hexagonaux adéquats avec la surface spécifique du plan m {1-100}.
m-plane {1-100}. Dans un premier temps, nous utiliserons des substrats CdS m-plane disponibles dans le commerce.
Nous étudierons le mouillage des catalyseurs (Au et Sn) sur les substrats CdS et validerons la croissance possible des nanofils de GeSi-2H sur CdS ou sur GaAs/CdS.

Cette étude fait partie du projet ONCHIPS financé par l'UE Horizon-CL4-2021. Dans ce projet global, nous visons à
combiner des qubits électroniques et photoniques dans les nanofils. Nous proposons de faire croître des points quantiques enrichis en Ge agissant comme des diodes électroluminescentes (LED) dans des nanofils GeSi hexagonaux riches en Si. À cette fin, nous ferons croître
des nanofils GeSi-2H hétérostructurés, nous contrôlerons le dopage (type p et type n), nous formerons des jonctions et nous intégrerons des points quantiques à hétérostructure
des points quantiques à hétérostructure dans la coquille de Si pour faciliter la conversion du spin des porteurs en polarisation des photons.

Contexte de travail

Le poste est disponible au sein de l'équipe C2N/département Matériaux SEEDs.

Le doctorant devra contribuer à :
- les observations TEM in situ et le traitement vidéo
- la modélisation des mécanismes de croissance
- la préparation d'échantillons et la croissance de nanofils sur des substrats à plan m
- l'optimisation de la croissance avec des hétérostructures axiales abruptes et le contrôle du dopage
- la caractérisation des propriétés structurelles et physiques des structures synthétisées.

Informations complémentaires

ONCHIPs project Horizon Europe

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