Propriétés optiques et propriétés de transport des nanofils de semiconducteurs : quelles réponses la simulation numérique peut-elle apporter ?
 
DRFMC/SP2M/L_Sim
Jeudi 22/03/2007, 11h00
Bât. C5 P.421A, CEA-Grenoble
Les nanofils de semiconducteurs suscitent un vif intérêt tant pour leurs propriétés fondamentales originales que pour leurs applications potentielles en opto- et en nano-électronique. Il est notamment possible de faire varier la composition des nanofils de long de leur axe de croissance afin d'y introduire des jonctions p-n, des boîtes quantiques ou des barrières tunnel. Ces “hétérostructures de nanofils” offrent de multiples opportunités : la faisabilité de transistors, de diodes à effet tunnel résonnant ou de dispositifs à “un électron” basés sur les nanofils de silicium ou de matériaux III-V a ainsi déjà été démontrée. La physique des nanofils reste cependant mal comprise et difficile à caractériser. Dans ce contexte, la simulation numérique peut apporter des réponses quantitatives aux problèmes posés par ces objets et aider à explorer leur potentiel. Au cours de cet exposé, je discuterai quelques résultats récents obtenus sur les nanofils avec des méthodes atomistiques de type liaisons fortes :
  • Dopage des nanofils : L'électrostatique des systèmes unidimensionnels est très originale. En particulier, l'énergie de liaison d'un dopant dans un nanofil dépend fortement de son rayon et de son environnement diélectrique, et peut atteindre plusieurs centaines de meV (au lieu de quelques dizaines dans les matériaux massifs). Nous discuterons la physique de cet effet et ses implications pratiques.
  • Contraintes dans les hétérostructures de nanofils : Les nanofils permettent de réaliser des hétérostructures inédites car ils peuvent s'accomoder de forts désaccords de maille en déformant leur surface. La relaxation des contraintes structurales a toutefois un impact important sur leurs propriétés électroniques et optiques. Nous discuterons le cas des hétérostructures de nanofils InAs/GaAs et InAs/InP.
  • Transport : Nous discuterons l'effet de la rugosité de surface sur les propiétés de transport (mobilités, libres parcours moyens...) de nanofils de silicium.
Ces travaux ont été réalisés par Y. M. Niquet, A. Lherbier, M. Persson, F. Triozon, S. Roche, et par M. Diarra, C. Delerue et G. Allan (CNRS/IEMN). Home page Laboratoire : L_Sim

 

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