Thèse (H/F) : Etude de l'épitaxie et du procédé de 'remote epitaxy' de ZnS et Zn1-xCdxS, pour l'obtention de films minces de structure cristalline hexagonale.
il y a 4 semaines
Informations générales
Intitulé de l'offre : Thèse (H/F) : Etude de l'épitaxie et du procédé de 'remote epitaxy' de ZnS et Zn1-xCdxS, pour l'obtention de films minces de structure cristalline hexagonale.
Référence : UMR8635-LAUTUR-006
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : VERSAILLES
Date de publication : mardi 21 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos
Description du sujet de thèse
Les semiconducteurs peuvent être synthétisés dans d'autres phases cristallines que la phase standard (phase de plus basse énergie), avec des propriétés physiques différentes. C'est ce qu'on appelle le polytypisme, et ce domaine de recherche offre de grandes possibilités pour moduler les propriétés des matériaux pour l'électronique, comme le silicium ou le germanium.
Le premier objectif de la thèse de doctorat proposée est de fabriquer et de caractériser des films minces de ZnS et de Zn1-xCdxS dans la phase hexagonale wurtzite, avec des épaisseurs de quelques dizaines de nanomètres. Le ZnS cristallise généralement dans la phase cubique (zinc blende, ZB) mais, en utilisant un substrat approprié, l'épitaxie peut conduire à une structure cristalline hexagonale (wurtzite, WZ). Les matériaux seront élaborés par dépôt chimique en phase vapeur métallo-organique (MOCVD), une technique industrielle couramment employée en microélectronique. La morphologie et les propriétés structurelles des couches produites seront caractérisées avec précision par microscopie électronique à balayage (MEB), microscopie à force atomique (AFM), diffraction des rayons X et microscopie électronique à transmission (STEM). En particulier, l'observation et l'étude de la phase cristalline des films minces seront au centre de notre attention.
Le deuxième objectif est d'explorer ce que l'on appelle "remote epitaxy", qui consiste à faire croître un film mince à travers un matériau 2D (le graphène dans le cadre de ce projet) préalablement transféré sur le substrat. Le graphène supprime les liaisons chimiques fortes et, par conséquent, l'interaction avec le film déposé est assurée par des liaisons quasi Van-der-Waals. Cependant, le potentiel électrostatique du substrat sous-jacent n'est pas totalement effacé, ce qui permet un couplage entre le film et le substrat. Cela pourrait garantir une sorte d'épitaxie par rapport à la structure cristalline sous-jacente. De nombreuses questions fondamentales restent néanmoins en suspens quant à ce nouveau processus et à sa validité. L'étude de l'épitaxie à distance de films WZ-ZnS sur des substrats ioniques II-VI sera d'un grand intérêt pour la communauté scientifique.
La thèse fait partie d'un projet national financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) et dirigé par le C2N Palaiseau.
Contexte de travail
L'accueil et l'encadrement du (de la) doctorant(e) sera assuré par 2 personnels du laboratoire, respectivement Chargé de recherche et Professeur au GEMAC (CNRS, UVSQ). L'encadrement suivra les modalités précisées dans le guide du doctorant de l'Université Paris-Saclay et du règlement intérieur de l'Ecole Doctorale Interfaces.
La thèse s'inscrit dans le domaine de la physique de la matière condensée : élaboration et propriétés des matériaux. Principalement expérimentale, elle inclura néanmoins un volet sur l'analyse des données de microscopie en transmission, avec une implication importante sur la cristallographie.
Le(la) doctorant(e) utilisera lui (elle) même un équipement de croissance MOCVD, un évaporateur de métaux, MEB, microscope à force atomique (AFM), micro-Raman. Il(elle) sera formée tant sur les aspects techniques que sur les aspects sécurité. Il aura accès, en collaboration interne, aux caractérisations par TEM, PL, et CL disponibles au GEMAC.
Connaissances théoriques :
- matière condensée
- cristallographie
- physique des semiconducteurs
Compétences
- Aptitudes expérimentales et au travail en équipe
- Suivre les règles de sécurité
- Communication, rédaction en anglais
Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
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