Dopage électrostatique de semiconducteurs 2D grâce à des hétérostructures à base de nitrure de gallium – 2DonGaN

2DonGaN proposes une nouvelle solution pour doper efficacement des matériaux 2D semiconducteurs (SC) crus sur des hétérostructures III-V (par exemple AlGaN/GaN). Selon l'empilement, ces hétérostructures induisent des polarisations spontanées et piezoélectriques qui génèrent des charges fixes positives ou négatives à leur surface. Ces charges induisent alors un dopage n ou p dans le semiconducteur 2D. Ce projet est basé sur (i) des études préliminaires montrant la très bonne cristallinité des couches 2D crues sur GaN et (ii) sur le savoir-faire du 3-5Lab pour créer des gaz d'électrons 2D dans des structures HEMT. Comme démonstrateurs, nous réaliserons des transistors de type n et p et un transistor RF FET. Le buffer GaN et les matériaux 2D seront fabriqués respectivement par MOVPE au III-VLab et par MBE à TRT. Les matériaux 2D seront des dichalcogénures de métaux de transition (MoSe2 ou WSe2). Le processus de fabrication technologique sera assuré à l'IEMN avec l’étude des couches d'interface/passivation et l’optimisation des contacts. Les caractérisations électriques seront effectuées par l'IEMN, III-V Lab et l'ENS pour évaluer les matériaux et dispositifs. La forte synergie entre design/fabrication des composants 2D/III-V et la caractérisation des mécanismes de transport permettra une compréhension approfondie du dopage des 2D par les hétérostructures III-V (ENS).