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Avec le développement des nanosciences et des nanotechnologies, un vif intérêt pour les nanofils semiconducteurs est apparu vers l’an 2000. Ces petits objets étaient connus depuis longtemps par les épitaxieurs de films minces comme des défauts morphologiques liés à la présence de particules étrangères. Aujourd’hui, des efforts importants sont consacrés à la croissance contrôlée (bien souvent catalysée par des particules métalliques) de ces nano-cristaux à fort rapport d’aspect. De nombreuses applications sont envisagées, sans que les avantages escomptés des nanofils ne soient encore clairement démontrés. Il n’en reste pas moins que les nanofils alimentent de nombreuses études fondamentales sur la physique des systèmes de basse dimensionnalité [1]. Ils représentent aussi de passionnants objets d’études pour les sciences des matériaux.

Dans ce séminaire, je décrirai des mécanismes qui régissent la formation de nanofils III-V, abordant successivement les problèmes de phase cristalline, de cinétique de croissance et de statistique de nucléation des couches atomiques à l’interface entre catalyseur et nanofil. Puis j’illustrerai la grande flexibilité des nanofils pour former des hétérostructures complexes avec deux exemples : (1) la formation d’hétérostructures cœur-coquille AlGaAs/GaAs enterrées dans une matrice de GaAs, que nous utilisons au LPN pour explorer le transport électronique 1D ; (2) la formation de fils photoniques contenant une boîte quantique unique InAsP/InP en vue de fabriquer des sources de photons uniques brillantes.

[1] voir notamment la récente annonce de l’observation du fermion de Majorana dans un dispositif à base d’un nanofil d’InSb :
Signatures of Majorana Fermions in Hybrid Superconductor-Semiconductor Nanowire Devices, V. Mourik, K. Zuo, S. M. Frolov, S. R. Plissard, E. P. A. M. Bakkers, and L. P. Kouwenhoven, Science 1222360, Published online 12 April 2012 [DOI:10.1126/science.1222360]

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