Synthèse et caractérisations de matériaux composites à base de nanocristaux de Ge pour des applications optroniques
Langue Français
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Auteur : Parola, Stéphanie
Date de soutenance : 27-09-2012

Directeur(s) de thèse : Slaoui, Abdelilah - Quesnel, Etienne

Président : Rehspringer, Jean-Luc
Rapporteur(s) : Rinnert, Hervé - Bellet, Daniel
Membre(s) du jury : Grandidier, Bruno

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut d’électronique du solide et des systèmes (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Physique et technologie des composants
Classification : Physique, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Germanium, Nanocristaux, Boîtes quantiques, Cellules solaires
Mots-clés :
  • Optoélectronique
  • Nanocristaux semiconducteurs
  • Points quantiques
  • Photopiles
  • Germanium
Résumé : Les nanomatériaux, grâce à leurs propriétés optiques et électroniques, peuvent être une opportunité pour le développement d'une nouvelle génération de cellules photovoltaïques à hauts rendements et bas coût. Les boîtes quantiques sous la forme de nanocristaux semi-conducteurs permettent de réaliser des matériaux à énergie de gap variable, propriété très recherchée pour un absorbeur solaire. Ce travail est consacré à l'élaboration et à la caractérisation de matériaux à base de nanocristaux de Ge dans différentes matrices. Une source à agrégats, procédé original de pulvérisation sous vide, a été étudiée pour synthétiser des nanoparticules de Ge. Cette technique de dépôt permet la formation de nanoparticules de Ge bien cristallisées (pour un substrat maintenu à température ambiante) et d'avoir un très bon contrôle de la taille de ces nanocristaux. Des caractérisations optiques de nanocristaux de Ge enfouis dans des matrices isolantes et semi-conductrices ont permis de démontrer la présence d’effet de confinement quantique dans ces cristaux et la possibilité de moduler leur énergie de gap sur une large gamme d'énergie entre 0,85 et 1,55 eV. Afin d’extraire et de collecter des charges photogénérées dans les nanocristaux, nous nous sommes intéressés au couple nanocristaux de Ge / matrice de ZnO:Al qui permet de séparer spatialement les photoporteurs (alignement en type II). La structure composée de nanocristaux de Ge recouverts d'une matrice de ZnO:Al sur un substrat de Si (p+), a permis de mettre en évidence un effet photovoltaïque pour lequel la génération de porteurs s'effectue uniquement dans les nanocristaux de Ge.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2012STRAD029
Type de ressource : Thèse