Nanofils & Nanostructures Semiconducteurs

L’axe Nanofils & Nanostructures Semiconducteurs vise à développer et explorer la synthèse chimique des nanofils/nanostructures de ZnO suivant une croissance spontanée par dépôt en bain chimique (CBD) et dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques (MOCVD). Ces procédés de synthèse  peuvent être couplés à des procédés technologiques en salle blanche (i.e. lithographie, gravure, ...) dans le cadre d'une croissance localisée de ces objets. Nous nous intéressons particulièrement à l'élucidation et au contrôle des mécanismes de nucléation et de croissance des nanofils/nanostructures en couplant une approche expérimentale à une approche fondamentale basée sur des simulations thermodynamiques. Nous cherchons également à déterminer et maîtriser les propriétés de base de ces objets, tels que leur dopage intrinsèque/extrinsèque (i.e. H, Al, Ga, Cu, ...), leur polarité (O ou Zn) ainsi que les effets liés à leur surface. Des hétérostructures semiconductrices à base de nanofils de ZnO seuls ou combinés à des semiconducteurs à bande interdite directe (TiO₂, Sb₂S₃, Ga₂O₃…) sont développés principalement pour des applications dans les domaines de la piézoélectricité, de l’optoélectronique (i.e. photo-détecteurs UV autoalimentés, diodes électroluminescentes) et du photovoltaïque (i.e. cellules solaires à absorbeurs ultra-minces).

[1] R. Parize et al. The Journal of Physical Chemistry C 121, 9672 (2017)
ZnO/TiO₂/Sb₂S₃ Core–Shell Nanowire Heterostructure for Extremely Thin Absorber Solar Cells

[2] T. Cossuet et al. Advanced Functional Materials 28, 1803142 (2018)
ZnO/CuCrO₂ Core–Shell Nanowire Heterostructures for Self‐Powered UV Photodetectors with Fast Response

[3] J. Villafuerte et al. The Journal of Physical Chemistry C 124, 16652 (2020)
Zinc Vacancy-Hydrogen Complexes as Major Defects in ZnO Nanowires Grown by Chemical Bath Deposition

[4] Q.C. Bui et al. ACS Applied Materials & Interfaces 12, 29583 (2020)
Morphology Transition of ZnO from Thin Films to Nanowires on Silicon and its Correlated Enhanced Zinc Polarity Uniformity and Piezoelectric Response

[5] C. Lausecker et al. Inorganic Chemistry 60, 1612 (2021)
Chemical Bath Deposition of ZnO Nanowires Using Copper Nitrate as an Additive for Compensating Doping