Elucider et Contrôler les Effets Nanométriques dans les Nanofils de ZnO pour les Applications Piézoélectriques – IMINEN

Les nanofils de ZnO connaissent un essor considérable pour de nombreux domaines applicatifs dont celui de la piézoélectricité, mais des questions fondamentales cruciales restent encore non traitées et limitent fortement leur intégration dans des applications réelles. Le projet PRC IMINEN vise à élucider et contrôler les effets nanométriques sur plusieurs propriétés des nanofils de ZnO, incluant leurs coefficients piézoélectriques, leur dopage compensant, leur polarité O ou Zn et son uniformité, et leurs surfaces pour des applications piézoélectriques. La structure active comporte des réseaux ordonnés de nanofils de ZnO de type n, unipolaires et résistifs avec un diamètre faible ultime et uniforme réduit jusqu’à 10 nm et un rapport de forme atteignant 100 pour booster la tension de sortie générée sous contrainte mécanique. Le projet repose sur le développement innovant d’outils de simulation (e.g. méthode par éléments finis), de procédés technologiques avancés en salle blanche (e.g. lithographies assistées par faisceau d’électrons et par copolymères à bloc), de synthèse chimique (e.g. dépôt en bain chimique), de caractérisations avancées aux échelles macroscopiques et nanométriques utilisant à la fois des techniques de laboratoires et de grands instruments, et d’intégration, afin de mettre en évidence l’évolution des coefficients piézoélectriques, du dopage compensant, de la polarité et des surfaces en fonction du diamètre des nanofils de ZnO variant de 10 à 100 nm. Ce projet réunit les compétences uniques et très complémentaires du LMGP, du LTM, de l’Institut Néel, du LETI et du LGEF pour aborder cette question fondamentale liée aux effets nanométriques, qui est encore inexplorée malgré son importance critique.