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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0543

INTITULÉ DU SUJET Français English

Dispositifs opto-électroniques à base de nanotubes de carbone pour la photonique sur silicium

RÉSUMÉ DU SUJET

Les nanotubes de carbone mono-paroi présentent des propriétés électroniques remarquables, qui ont fait l’objet d’études intensives aussi bien en recherche fondamentale que pour leurs applications en nanoélectronique. Plus récemment, avec le développement d’une meilleure maitrise du matériau d’autres perspectives et champs d’applications se sont ouverts. C’est notamment le cas en optique et en optoélectronique où les nanotubes de carbone constituent un matériau de choix.

Plus spécifiquement, les nanotubes de carbone présentent des transitions optiques dont l’énergie varie en fonction de leur diamètre et de leur chiralité et qui se situent généralement dans le proche infrarouge [1, 2]. Cette caractéristique combinée à leurs propriétés électriques exceptionnelles fait que les dispositifs optoélectroniques à base de nanotubes de carbone suscitent beaucoup d’intérêt [3, 4, 5].

En effet, le silicium qui est le matériau à la base des technologies du traitement de l’information, a un gap indirect et l’intégration des nanotubes de carbone permettra d’envisager une multitude d’applications et une avancée décisive pour les futurs circuits photoniques.

Dans ce projet nous comptons tout d’abord contribuer par l’étude des propriétés d’électroluminescence et de photo-courant des dispositifs à nanotubes triés en chiralité [6-14]. Ici, nous nous intéresserons à une réduction drastique de la distribution en chiralité pour étudier ensuite l’influence et les caractéristiques des état excitoniques piégés. La compréhension de ces phénomènes est primordiale pour réaliser des dispositifs performants à température ambiante (photo-détecteurs, LEDs performantes et sources de photon unique). Enfin, nous considèrerons également les dispositifs hybrides opto-électro-mécaniques et nous les intégrerons dans une plateforme photonique silicium.

[1] S. M. Bachilo et al. Science 298, 2361 (2002) ;

[2] O’Connell M. J. et al., Science 297, 593 (2002) ;

[3] Freitag et al., NanoLetter 6, 1425 (2006) ;

[4] Mueller et al., NatureNanotech. 5, 27 (2010) ;

[5] S.Wang et al. Nano Letter 11, 23 (2011);

[6] Nish, A. et al. Nat. Nanotechnol. 2, 640 (2007) ;

[7] Chen, F. et al. Nano Lett. 7, 3013 (2007) ;

[8] Nish, A. et al. Nanotechnology 19, 095603 (2008) ;

[9] Hwang, J.-Y. et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 3543-3553 (2008) ;

[10] Gaufrès E. et al., Appl. Phys. Lett. 96, 231105 (2010) ;

[11] Gao, J. et al. Carbon 49, 333 (2011);

[12] Tange M. et al. ACS Appl. Mater. Interfaces 4, 6458 (2012)

[13] Sarti F. et al Nano Research 9, 2478 (2016)

[14] Balestrieri M. et al Advanced Functional Materials 1702341 (2017).

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Physique

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut rayonnement et matière de Saclay
Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire Innovation, Chimie des Surfaces Et Nanosciences
Centre : Saclay
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/09/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Arianna FILORAMO  

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
Laboratoire d’Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences
Bât.125 Pce 153
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette

Téléphone : +33 1 69 08 86 35

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Paris Sud
Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication (STIC)
DIRECTEUR DE THÈSE

Arianna FILORAMO

CEA
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
DRF/IRAMIS/NIMBE/LICSEN
Laboratoire d’Innovation en Chimie des Surfaces et Nanosciences
Bât.125 Pce 153
CEA Saclay
91191 Gif sur Yvette