Soutenance de thèse de Bhobnibhit CHATMANEERUNGCHAROEN

« Synthèse en couches minces de sulfures lamellaires (2D) par des procédés à basse température »




Mots-clés :

Matériaux 2D, Dichalcogénures, Sulfuration




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Résumé

           
     Les dichalcogénures semi-conducteurs de métaux de transition tels que MoS2 et WS2 sont des candidats particulièrement intéressants pour le More-than-Moore, c’est-à-dire la diversification fonctionnelle des composants électroniques (capteurs chimiques, photo-détecteurs, mémoires, dispositifs RF , etc.), en raison de leur propriétés optoélectroniques extrêmement anisotropes et facilement modulables. Cependant, leur fabrication nécessite des températures très élevées (> 850 °C), qui ne permettent pas leur mise en œuvre directe sur des circuits intégrés à base de silicium (supportant au mieux 450-500 °C). Dans cette thèse, deux approches ont été proposées afin d’obtenir des sulfures lamellaires semi-conducteurs (WS2, SnS2 et SnS) à basse température, toutes deux basées sur un procédé de sulfuration de métal ou d’oxyde de métal. La première approche a consisté à utiliser le nickel en tant que promoteur de cristallisation pour la synthèse de couches ultra-minces de WS2, via la sulfuration d’une bicouche Ni/W par un composé organo-soufré : le 1,2-éthanedithiol. Cette approche a permis d’obtenir des couches très cristallines de WS2 orientées (001) à une température de seulement 650 °C, alors qu’en l’absence de nickel des températures supérieures à 850°C auraient été nécessaires pour obtenir une cristallinité équivalente. La seconde approche a consisté à réaliser la synthèse de SnS2, un disulfure de métal pauvre possédant de grandes similarités structurales et physico-chimiques avec MoS2 et WS2, mais cristallisant à beaucoup plus basse température. En partant de couches ultra-minces de SnO2 déposées par ALD, des couches de SnS2 et SnS très bien cristallisées et orientées (001) ont pu être formées de manière sélective à seulement 350 °C, grâce à un procédé de sulfuration faisant intervenir le disulfure de t-butyle (pour SnS2) ou le t-butylthiol (pour SnS). Ces deux approches sont appuyées par des caractérisations physicochimiques approfondies, ainsi que des hypothèses concernant les mécanismes de conversion.

 

Membres du jury/ Jury members :

Dr.

N.Schneider

Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France, Palaiseau (France)

Rapporteure

Dr.

N.Bahlawane

Luxembourg Institute of Science and Technology: Esch-sur-Alzette (Luxembourg)

Rapporteur

Dr.

C.Marichy

Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces (LMI), CNRS, Université Claude Bernard Lyon 1, Villeurbanne (France)

Examinatrice

Prof.

C.Vallée

Laboratory of Microelectronics (LTM), CNRS, Grenoble (France)

Examinateur

Dr.

D.Muñoz-Rojas

Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP), CNRS, Grenoble INP Minatec, Grenoble (France)

Examinateur

Dr.

J.Coraux

Institut Néel, CNRS, Grenoble (France)

Examinateur

Prof.

H.Renevier

Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP), CNRS, Grenoble INP Minatec, Grenoble (France)

Thesis Director

Dr.

S.Cadot

CEA-LETI, Grenoble (France)

Thesis Co-director



Infos date
14h - Salle Chrome 1
Maison MINATEC
3 Parvis Louis Néel Grenoble
Infos lieu
Maison MINATEC
Accès : TRAM B arrêt Cité internationale
Free entrance - No registration