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Synthèse et propriétés de monocristaux, de poudres, films minces ou hétérostructures

Etudes à l'interface avec la matière biologique

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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).

5 publications sélectionnées

[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

Articles de revue

[1] J. Zuniga-Perez et al. Applied Physics Reviews 3, 041303 (2016)
Polarity in GaN and ZnO: Theory, Measurement, Growth, and Devices

[2] V. Consonni et al. Nanotechnology 30, 362001 (2019)
ZnO Nanowires for Solar Cells: A Comprehensive Review

[3] P. Gaffuri et al. Renewable and Sustainable Energy Reviews 143, 110869 (2021)
Potential Substitutes for Critical Materials in White LEDs: Technological Challenges and Market Opportunities

[4] V. Consonni et al. Nano Energy 83, 105789 (2021)
Polarity in ZnO Nanowires: A Critical Issue for Piezotronic and Piezoelectric Devices

Projets

ANR SCENIC (2021-2024, partenaire)
Type : Agence Nationale de la Recherche, appel PRC
Titre : Effets de charges de surface dans les nanofils fonctionnalisés de GaN et ZnO: Etude et contrôle
Partenaires : IMEP-LaHC (Grenoble), GEEPS (Paris-Saclay), C2N (Paris-Saclay)

ANR DOSETTE (2018-2021, coordinateur)
Type : Agence Nationale de la Recherche, appel JCJC
Titre : Hétérostructures de type II basées sur des nanofils de ZnO ordonnés pour les photodétecteurs UV auto-alimentés

ANR ROLLER (2018-2021, partenaire)
Type : Agence Nationale de la Recherche, appel PRC
Titre : Réseaux ordonnés de nanofils de ZnO résistifs et unipolaires pour capteurs souples adaptés aux milieux biologiques
Partenaires : Institut Néel (Grenoble), INL (Lyon), LGEF (Lyon)
 

Collaborations nationales & internationales

  • Institut Néel, Grenoble
  • LTM, Grenoble
  • IMEP-LAHC, Grenoble
  • CEA, LETI, Grenoble
  • CEA, IRIG, Grenoble
  • LEPMI, Grenoble
  • SIMaP, Grenoble
  • GAEL, Grenoble
  • INL, Lyon
  • LGEF, Lyon
  • CRHEA, Valbonne
  • GEEPS, Paris-Saclay
  • C2N, Paris-Saclay
 
  • Université de Swansea, Pays de Galles
  • Université de Technologie de Tallinn, Estonie
  • Université Aristote de Thessalonique, Grèce
  • Université de Cambridge, Angleterre

mise à jour le 13 avril 2021

  • Tutelle CNRS
  • Tutelle Grenoble INP
Université Grenoble Alpes