Diode electroluminescente UltraViolet à Effet Tunnel – DUVET

Les diodes électroluminescentes à base de nitrures sont extrêmement efficaces dans le visible et sont largement utilisées dans le domaine de l'éclairage. A contrario, dans l'ultraviolet, leur efficacité énergétique est beaucoup plus faible, limitée par les problèmes de dopage p dans AlGaN. Ce problème intrinsèque peut être contourné par l'introduction d'une jonction tunnel, qui permet d'injecter des trous dans la DEL et de remplacer les contacts de type p par des contacts de type n. Le défi est alors déplacé vers l'obtention d'une jonction tunnel avec une faible résistance, afin de conserver une forte efficacité énergétique. Ce projet consiste à explorer les solutions pour réaliser cette jonction, en particulier en insérant une fine couche de InGaN à l'interface entre les deux couches AlGaN de type p et n, en étudiant le rôle des défauts à l'interface et l'injection hors équilibre des trous. Une percée dans ce domaine aurait un impact sociétal énorme. En particulier, la stérilisation de l'eau par des UV à 275 nm pourrait être utilisée dans de nombreux pays et permettrait de sauver des milliers de vies dans les pays sous-développés. Un consortium de 3 laboratoires (CRHEA, LETI, IEMN) s'attaque à ce problème. Les jonctions tunnel seront réalisées en combinant des épitaxies par jets moléculaires et en phase gazeuse afin de résoudre un problème d'activation du Mg. Le rôle des défauts à l'interface de la jonction, probablement bénéfique à l'effet tunnel sera étudié en associant des traitements de surface, des analyses chimiques fines et des mesures électriques. L'injection de trous hors équilibre sera étudiée en réalisant des structures dédiées. L'objectif est d'atteindre des jonctions tunnel pour des DEL émettant à 310 et 275 nm avec des résistances inférieures à 0.001 ohm cm2 et un rendement à la prise de 1% à 275 nm