Caractérisations des défauts électroniques dans les cristaux pérovskites utilisés pour l'imagerie X médicale

par Yvan Faucheux

Projet de thèse en Electronique

Sous la direction de Lionel Hirsch et de Eric Gros d'aillon.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde) , en partenariat avec Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système (laboratoire) depuis le 09-11-2020 .


  • Résumé

    L'objectif de cette thèse est d'étudier les niveaux de pièges dans la bande interdite d'un nouveau matériau semi-conducteur à base de pérovskites pour la détection directe des rayons X développé pour la radiographie médicale. Son utilisation sous forme de dispositifs photoconducteurs dans les imageurs matriciels devrait permettre d'améliorer la résolution spatiale des images et d'augmenter le signal, donc de réduire la dose administrée au patient, voire de donner accès à de nouvelles informations sur la composition des tissus. Pour cela, le doctorant, physicien et expérimentateur, devra développer des bancs de test pour identifier et caractériser les niveaux de pièges électroniques dans le volume des cristaux et aux interfaces des dispositifs détecteurs. Il déterminera qualitativement et quantitativement les défauts électroniques des couches cristallines épaisses élaborées dans le cadre d'un doctorat au CEA LITEN. En particulier, le doctorant modélisera l'effet des niveaux pièges identifiés, sur les performances des dispositifs. En parallèle, le doctorant étudiera l'origine du courant d'obscurité dans les dispositifs pérovskites. Les résultats seront corrélés aves les mesures expérimentales de caractérisations des dispositifs photodétecteurs sous X réalisées dans le cadre d'un doctorat en cours au CEA LETI. Ces résultats permettront d'orienter les développements matériaux et des dispositifs dans le but de minimiser ces défauts et d'améliorer les performances des détecteurs.

  • Titre traduit

    Characterizations of electronic defects in perovskite crystals used for medical X-ray imaging


  • Résumé

    This doctoral thesis aims to study traps levels in the forbidden band of a new perovskite semiconductor for the direct detection of X-ray in the medical imaging sector. Its use as photoconductive devices in matrix flat-panel imagers could enhance the spatial resolution and signal of X-ray imaging, therefor reducing the dose received by the patient and possibly giving access to new information about organic tissues composition. For this, the PhD student, physicist and experimenter, will develop test benches to identify and characterize electronic traps levels in the crystals bulk and at the interfaces of detector devices. He will qualitatively and quantitatively determine the electronic defects of thick crystalline layers developed as part of a PhD at CEA LITEN. In particular, the doctoral student will model the effect of the identified trap levels on the performance of the devices. In parallel, the student will study the origin of the dark current in perovskite devices. The results will be correlated with the experimental characterization measurements of photodetector devices under X carried out as part of an ongoing PhD at CEA LETI. These results will help guiding material and device developments in order to minimize these defects and improve detector performance.