Fabrication de nanosources émettant efficacement dans l'UV profond à partir de nanofils AlN à fort facteur de forme – HARAlN

Les sources de lumière émettant intensément dans l’UV profond (UVC <280nm) sont très recherchées dans les domaines médical et sanitaire, de par leur action bactéricide qui permet entre autres la stérilisation des surfaces ou le traitement de l’eau à faible coût. Les diodes électroluminescentes à base de semi-conducteur nitrure (SC III-N) sont une alternative prometteuse aux lampes aÌ vapeur de mercure pour fabriquer des sources UVC compactes et écologiques. Cependant, aujourd’hui elles n’atteignent pas les efficacités d’émission escomptées. Il a été montré qu’une architecture 3D plutôt que planaire de ces sources permet d’augmenter les efficacités d’émission. Pour atteindre l’UVC, il faut alors être capable de structurer l’AlN en des réseaux organisés de nanofils à fort Facteur de Forme (FF>10, diamètre ~250nm) sur lesquels on fait croître des puits quantiques AlGaN riches en Al (>50%) en géométrie cœur/coquille. Malheureusement, les procédés existants impliqués dans la fabrication de cette architecture cœur AlN/coquille AlGaN/AlN montrent des limitations. Ainsi, le projet HARAlN vise à fabriquer des sources à nanofils AlN émettant dans l’UVC profond avec des efficacités surpassant les approches planaires en proposant des procédés innovants de fabrication transférables à l’industrie. Nous souhaitons démontrer :
- l’apport des technologies avancées de plasma pulsé pour structurer des nanofils d’AlN avec de fort FF
- une croissance de structures émissives dans l’UV C (puits quantiques d’Alx>50%GaN ou monocouche de GaN dans des barrières AlN) sur les plans-m verticaux des fils AlN par MOPVE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)
Au-delà de cet objectif technologique qui apporterait des solutions industrielles pour l’augmentation de l’efficacité des LED UVC, ce projet est une opportunité exceptionnelle de produire de nouvelles connaissances dans les domaines des procédés de gravure plasma et de la croissance de semi-conducteurs III-N par MOPVE en architecture cœur-coquille