LMGP - Recherche Equipe NanoMAT

Oxydes Semiconducteurs à Large & Ultra-Large Bande Interdite

L’Axe Oxydes Semiconducteurs à Large & Ultra-Large Bande Interdite vise à développer et explorer la synthèse chimique de i) nanofils de ZnO suivant une croissance spontanée ou localisée par dépôt en bain chimique (CBD) et de ii) couches minces épitaxiales de Ga2O3 par dépôt par couche atomique (ALD) et par dépôt chimique en phase vapeur aux organométalliques et à injection liquide pulsée (PLI-MOCVD). Nous nous intéressons particulièrement à l'élucidation et au contrôle des mécanismes de nucléation et de croissance, ainsi qu’aux propriétés liées à l’épitaxie et aux interfaces et aux surfaces. Nous cherchons également à déterminer et maîtriser les propriétés morphologiques, structurales et chimiques de ces objets, tels que leur dopage intrinsèque/extrinsèque, leur polarité, la nature des défauts présents, ainsi que les effets liés à leur surface. Des techniques de caractérisation avancée en laboratoire (MET, MEB/EDS, DRX, spectroscopie Raman, XPS) et en synchrotron (SAX, DRX) sont régulièrement utilisées afin d’approfondir la compréhension de la relation structure-propriétés. Des hétérostructures semiconductrices sont par ailleurs développées principalement pour des applications dans les domaines de la piézoélectricité, de la photo-détection UV et de l’électronique de puissance. Enfin, nous nous intéressons particulièrement aux enjeux multifactoriels soulevés par la criticité des matières premières employées, ainsi qu’à l’impact environnemental de nos techniques de dépôt chimique dans le cadre de la chimie verte.

5 publications sélectionnées

[1] J. Villafuerte et al. Nano Energy 114, 108599 (2023)
Boosting the Piezoelectric Coefficients of Flexible Dynamic Strain Sensors Made of Chemically-Deposited ZnO Nanowires Using Compensatory Sb Doping

[2] G. Hector et al. Inorganic Chemistry 62, 7764-7771 (2023)
Chemical Bath Deposition of α-GaOOH with Tunable Morphology on Silicon Using the pH Adjustment

[3] A. Baillard et al. Small Structures 5, 2300540 (2024)
Significance of the Different Exposed Surfaces of ZnO Single Crystals and Nanowires on the Photocatalytic Activity and Processes

[4] M. Manrique et al. Small Structures 6, 2400534 (2025)
Incorporation and Compensatory Doping Processes of Cu into ZnO Nanowires Investigated at the Local Scale

[5] A. Séguret et al. Chemistry of Materials, in press (2025)
Atomic Layer Epitaxy of (002) κ-Ga2O3 on c-Plane Sapphire

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 IMINEN (2023-2027, coordinateur)
Type : Agence Nationale de la Recherche, appel PRC
Titre : Elucider et contrôler les effets nanométriques dans les nanofils de ZnO pour les application piézoélectriques
Partenaires : Institut Néel (Grenoble), LTM (Grenoble), LETI (Grenoble), LGEF (Lyon)

ANR ALOFET (2024-2028, partenaire)
Type : Agence Nationale de la Recherche, appel PRC
Titre : Heterostructures de type AlN / Oxyde pour Transistors Améliorés par Polarisation
Partenaires : Institut Néel (Grenoble), CEA-IRIG-PHELIQS (Grenoble), CEA-IRIG-MEM (Grenoble)

MCDN SUSMATENER (2025-2028, partenaire)
Type : Horizon Europe, appel MCDN PRC
Titre : Sustainable Materials-By-Design for Renewable Energy
Partenaires : Universidade Nova de Lisboa (Lisboa) 
 

Collaborations nationales & internationales

  • CEA, IRIG, Grenoble
  • CEA, LETI, Grenoble
  • CROMA, Grenoble
  • GEMaC, Versailles
  • Institut Néel, Grenoble
  • LGEF, Lyon
  • LSI, Palaiseau
  • LTM, Grenoble
 
  • Université Aristote de Thessalonique, Grèce
  • Université de Leiden, Pays-Bas
  • Université de Lisbonne, Portugal
  • Université de Padoue, Italie
  • Université de Salerno, Italie
  • Université de Swansea, Pays de Galles