Thèse soutenue

Etude des propriétés électriques et mécaniques de nanofils de GaAs : vers une modulation du transport par effet piézoélectrique ou ferroélectrique
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Auteur / Autrice : Jeanne Becdelievre
Direction : Guillaume Saint-GironsJosé PenuelasBrice Gautier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des matériaux
Date : Soutenance le 09/11/2017
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École Centrale de Lyon (1857-....)
Laboratoire : Institut des Nanotechnologies de Lyon (Ecully, Rhône)
Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Harmand
Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Saint-Girons, José Penuelas, Brice Gautier, Rudeesun Songmuang
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Christophe Harmand, Bassem Salem

Mots clés

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Résumé

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L’objectif de cette thèse est de moduler le transport électrique dans des nanofils de GaAs par effet piézoélectrique ou ferroélectrique. Pour cela, une étude préliminaire des propriétés électriques et mécaniques des nanofils est nécessaire. C’est donc le premier pas vers la fabrication de nouveaux dispositifs, tels que le transistor ferroélectrique à nanofil unique ou le nanogénérateur piézotronique. Le premier chapitre de ce travail est consacré à l’élaboration par épitaxie par jets moléculaires de nanofils autocatalysés de GaAs sur Si (111). L’optimisation des paramètres de croissance a permis la première fabrication de nanofils ultra-longs de GaAs de 80 μm, jamais mis en évidence par cette méthode de croissance à notre connaissance par le passé. Une étude de leur cinétique de croissance ainsi que de leurs propriétés structurales et optiques est présentée. Les deux chapitres suivants s’intéressent aux caractérisations électriques et mécaniques de ces nanofils de GaAs. Il a été montré que ces derniers présentent des propriétés de conduction tout à fait intéressantes et les caractéristiques mécaniques attendues pour de tels nanofils. Le dernier chapitre présente une étude préliminaire des couplages avec la piézoélectricité et la ferroélectricité. La piézoélectricité des nanofils de GaAs est tout d’abord examinée. On présente ensuite le couplage avec une matrice piézoélectrique de P(VDF-TrFE). Il a enfin été mis en évidence une modulation du transport dans un nanofil grâce à l’orientation de la polarisation de la couche ferroélectrique de PZT.