Matériaux innovants – de la croissance aux études physiques
Concernant les semiconducteurs à grand gaps, les projets s’articulent autour de deux grandes familles de semiconducteurs, les nitrures et le carbure de silicium.
- Les recherches sur les structures à base de GaN se concentrent sur l’étude des propriétés structurales, optiques et électriques des matériaux et des composants électroniques associés (collaboration : Unipress (https://www.unipress.waw.pl/), LabEX GANEXT(http://www.ganex.fr/)).
- L’activité autour du carbure de silicium s’est orientée dernièrement vers l’étude du dopage vanadium dans le cadre de l’ANR VanaSiC.
Concernant le graphène, la croissance par sublimation sur SiC et par dépôt en phase vapeur (CVD) sur cuivre a pour objectif l’obtention de monofeuillets de haute qualité et faible dopage. Nous produisons également du graphène par exfoliation mécanique, suivie d’une encapsulation dans du nitrure de bore pour de petits échantillons de très haute qualité.
- L’activité graphène sur cuivre est menée dans le cadre d’une collaboration de longue date avec la société Annealsys essentiellement pour des applications capteurs (capteurs de gaz et capteurs de polluants aqueux).
- L’activité graphène sur SiC est portée par plusieurs ANR (MIGRASENS, SuperZiC et VanaSiC).
- L’activité graphène exfolié et encapsulé permet des études plus fondamentales (thème Transport diffusif et quantique) et de développer des capteurs de type « test ».
Outre le graphène, l’équipe s’intéresse à d’autres couches 2D telles que les dichalcogénures de métaux de transition (TMD) comme le MoS2. L’innovation repose sur la maîtrise de la synthèse monocouche de grands TMD pour proposer de nouvelles applications (dont les capteurs de gaz).
L’ensemble des projets de recherche autour des matériaux se fait en étroite collaboration avec l’équipe SCBD de l’axe NANO.
Echantillon de graphène/SiC avec repositionnement au µm pour multi techniques AFM et Raman (de haut en bas: AFM topo, AFM phase et superposition AFM&Raman). Résultats obtenus avec l’équipe SCBD de l’axe Nano [T. Wang https://theses.hal.science/tel-01946415v1]