Croissance et caractérisation d’hétérostructures de semiconducteurs 1D et 2D

·        Croissance par épitaxie par jets moléculaires (EJM) et caractérisation physique d’hétérostructures à base de semiconducteurs III-V pour applications opto et microélectroniques et pour la physique mésoscopique.

·        Croissance sélective de nanostructures 1D planaires de matériaux III-V (InGaAs, InAs, InSb…) par épitaxie par jets moléculaires.

·        Epitaxie par jets moléculaires de matériaux 2D (graphène, hBN et dichalcogéniures de métaux de transitions)

Nanofil d’InAs suspendu (Nanotechnology 2019, DOI: 10.1088/1361-6528/aaebbd)

► Groupe EPIPHY

Phénomènes de transport, propriétés optoélectroniques/photovoltaïques et études théoriques de nanostructures semiconductrices

Images STM de nanofil d’InAs (Nanoletters 2019, DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b03584)

·        Etudes spectroscopiques théoriques et expérimentales de nanostructures semiconductrices 0D dans le but de sonder leurs propriétés électroniques, optiques et photovoltaïques au niveau de la nanoparticule unique, incluant la microscopie en champ proche (STM, AFM/EFM/KFM) et les propriétés de transport de nanofils Si et III-V.

·        Etude théorique de la structure électronique et du transport de chaleur dans des nanostructures 1D (nanofils semiconducteurs, nanotubes de carbone et de nitrure de bore) pour composants électroniques ultimes.

► Groupe Physique / Equipes Namaste, Physics of Nanostructures & Quantum Devices et Electrostatics and Physics of Nanosructures

Nanostructures pour l’électronique organique et moléculaire

·       Physique des nanostructures à base de matériaux organiques et/ou des systèmes hybrides impliquant des molécules organiques, des polymères, des oxydes, des nanostructures métalliques et/ou semi-conductrices.

Dispositif de lentille à indice négatif

► Groupe NCM

Conception et caractérisation de métamatériaux

·       Conception, fabrication et caractérisation de dispositifs mettant en jeu les technologies métamatériaux. Le spectre de ces dispositifs va des micro-ondes à l’optique en passant par les bandes Térahertz.

► Groupe SubLambda

Phononique/Phoxonique, plasmonique et nanoacoustique dans des matériaux micro et nanostructurés

·       Etude théorique de la propagation des ondes acoustiques dans des cristaux phononiques et de l’interaction phonon-phonon dans les cavités phoXoniques et les guides d’ondes.
·       Théorie de la propagation et du filtrage des plasmons-polaritons de surface dans les guides d’ondes métal-isolant ; résonance de plasmons de surface localisée dans des réseaux de nanostructures d’or pour des applications en biocapteurs.
·       Caractérisation expérimentale des propriétés mécaniques de films minces et des vibrations de nano-objets par acoustique picoseconde.

►Groupe Physique / Equipe EPHONI et Nanoacoustique

► Groupe Physique / Equipe Nanoacoustique and Nanoacoustique

Simulation de composants électroniques et optoélectroniques

Modélisation d’un dispositif THz

·        Physique fondamentale des matériaux, des semi-conducteurs ou des ferroélectriques, utilisés en électronique et en optoélectronique, pour la modélisation de dispositifs ou de petits circuits.

► Groupe SILPHYDE

Composants moléculaire, organique et bio-inspirés

·        Conception, fabrication et étude de composants moléculaires fonctionnels, de transistors électrochimiques organique, capteurs à base de molécules, transistors organiques, diode de rectification à base de matériaux organique, mémoires et commutateurs moléculaires, memristors, synapstors (transistor-synapse) pour les architectures neuro-inspirées et l’interfaçage avec les signaux biologiques

► Groupe NCM

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Pour les travaux théoriques et de simulations, les principales techniques utilisées sont :

• La simulation multi-échelle et par éléments finis (COMSOL, Netgen/NGSolve)
• La dynamique moléculaire pour l’analyse des interactions molécule-surface
• Les méthodes semi-empiriques (liaisons fortes) et ab-initio (DFT) appliquées à la structure électronique des nanostructures et des interfaces entre semi-conducteurs et oxydes à fort désaccord de maille
• L’équation de Boltzmann et les méthodes de fonctions de Green pour le transport électronique

Sur le plan expérimental, nous bénéficions de moyens techniques importants issus pour la plupart des plateformes de l’IEMN :

• 3 réacteurs EJM dédiés à l’épitaxie de semiconducteurs III-V, de graphène/hBN et de dichalcogénures de métaux de transition
• 2 fours CVD pour la croissance de graphène sur métaux et de nanofils à base de Si/Ge, un équipement d’analyse de surfaces (ESCA)
• 8 microscopes champ proche (4 systèmes sous atmosphère ambiante et 4 systèmes sous UHV)
• Un banc de µ-photoluminescence & Raman
• 1 cryostat pour des mesures électriques basse température sous champ magnétique
• Un banc d’acoustique picoseconde
• Une plateforme pour les composants et matériaux organiques (3 boîtes à gants permettant le dépôt en solution ou sous vide et des mesures électriques)
• Un laboratoire de chimie pour la synthèse organique.