Adaptation in situ d'hétérostructures de semi-conducteurs 2D van der Waals pour les détecteurs infrarouges – TAILOR2D

Les détecteurs infrarouges (IR) qui couvrent la gamme 1-10 µm sont largement utilisés dans des applications telles que les équipements de vision nocturne, l'imagerie hyperspectrale, le suivi, la spectroscopie, les soins de santé, la météorologie et la climatologie. Cependant, la plupart des avancées dans ce domaine se sont principalement concentrées sur les dispositifs fonctionnant dans la gamme des IR courts (SWIR) (1-3 µm), en raison de la maturité et de la disponibilité commerciale de ces composants, grace au développement des télécoms terrestres. Malgré cela, les performances dans le SWIR se dégradent considérablement en cas de conditions météorologiques difficiles. Ce défi a suscité un intérêt croissant pour l'exploration de la bande IR moyenne (MWIR) (3-5 µm) et longue (LWIR)(8-14 µm), qui correspond à une fenêtre atmosphérique où la transmission optique en espace libre reste optimale, même dans des environnements à faible visibilité tels que le brouillard, la pluie et la nuit.
Avec TAILOR2D, nous proposons de développer une nouvelle famille de capteurs IR à température ambiante basés sur une plateforme compatible CMOS de semi-conducteurs 2D TMD, pour lesquels une association versatile dans des hétérostructures pourrait permettre de moduler à volonté la bande interdite résultante. S’écartant de l'épitaxie traditionnelle des semi-conducteurs III-V et II-VI et des défis d'épitaxie associés, nous visons à développer une croissance d’hétérostructures semi-conductrices 2D en grande surface, rapide, sans épitaxie (car vdW) et hautement personnalisable, adaptée aux applications IR. En effet, en développant d’un nouvel outil Raman pour contrôler in situ la croissance des 2D TMD et en les combinant judicieusement, TAILOR2D vise à révéler le potentiel des 2D pour les détecteurs IR. Comme preuve de concept, sera visée la fabrication de dispositifs IR et évaluera leurs performances sur la fenêtre de transparence des applications de communication terre-espace, du SWIR de référence au MWIR/LWIR recherché.