BOîtes dans NAnoFils pour l'Optique – BONAFO

Les nanofils semi-conducteurs apparaissent comme des éléments de base prometteurs pour les circuits et dispositifs nanométriques, puisqu’ils peuvent être fonctionnalisés à la fois comme composants passifs (i.e interconnexion ou guide d’onde) et actifs (c'est-à-dire émetteurs/détecteurs de lumière). De plus, des nanofils de très grande qualité peuvent être élaborés sur des substrats disponibles et bon marchés comme le silicium, ce qui signifie qu'ils pourraient facilement être utilisés pour fabriquer des dispositifs commerciaux. Contrairement aux propriétés de transport, l'effet de confinement quantique sur les propriétés optiques est beaucoup moins exploré par manque d’échantillons de bonne qualité. Le but de ce projet est de développer la croissance et la compréhension profonde des propriétés optiques des hétérostructures dans les nanofils (NFs) semi-conducteurs. La croissance d’hétérostructures dans des NFs sera effectuée par épitaxie par jets moléculaires pour trois systèmes de matériaux différents, InAsP, CdZnSe et AlGaN, ainsi que par MOCVD pour AlGaN. Ceci a pour but d’acquérir la maîtrise des hétérostructures dans les NFs en matière de morphologie aussi bien qu’en organisation spatiale. Les études optiques complètes dans les trois gammes spectrales (infrarouge, visible et ultraviolet) de leurs transitions interbandes seront réalisées à l’échelle du nanofil unique afin d’acquérir une bonne compréhension de leurs propriétés optiques. Des contacts métalliques peuvent être déposés aux extrémités des NFs uniques InP et GaN, autorisant l’injection/détection des porteurs dans une boîte quantique unique. Ceci permettra d’étudier les propriétés d’électroluminescence et de photo-absorption. Les propriétés optiques intrabandes d’une boîte unique GaN seront étudiées et ceci constitue une partie très originale et stimulante du projet. Les avantages de ce nouveau type de BQs, en comparaison avec des BQs epitaxiées en mode Stranski Krastanow, seront évalués pour les deux applications suivantes: l'émission de photon unique et la photo-détection interbande et intrabande. En bénéficiant de la flexibilité de croissance des NFs, ces nouveaux types de nanostructures de basse dimensionnalité peuvent constituer les briques élémentaires de composants optoélectroniques nanométriques de demain, devenant le pendant de l’application nanoelectronique des NFs.