La photo-électrochimie des semiconducteurs est un sujet de recherche en plein essor du fait d’enjeux écologiques majeurs comme la génération « d’hydrogène vert » par photo-électrolyse de l’eau ou encore la réduction du CO2 . Dans ces processus, des électrodes des semiconducteurs baignant dans un électrolyte vont apporter à ce dernier les porteurs nécessaires à des réactions d’oxydo-réduction. L’avantage des semiconducteurs est la possibilité de créer ces porteurs par absorption de lumière, l’énergie solaire se retrouvant stockée sous forme d’énergie chimique. L’équipe OHM de l’Institut FOTON a récemment démontré qu’il était possible d’inclure dans les semi-conducteurs III-V des nanostructures semi-métalliques, leur conférant des propriétés photo-électriques étonnantes et très prometteuses pour la photo-électro-chimie.
Le stage proposé s’inscrit dans le cadre d’un projet financé par l’agence nationale de la recherche (ANR – PIANIST), incluant notamment l’institut FOTON et l’IPR. Un des objectifs de ce projet est d’étudier les propriétés de transport électronique et optoélectroniques de ces nanostructures. Afin de mesurer ces propriétés, il est nécessaire de s’affranchir du substrat de croissance et de déposer des électrodes sur les 2 faces de la couche à étudier. Un procédé de fabrication de dispositifs permettant la caractérisation électrique et optoélectronique de ces nanostructures a été optimisé et fiabilisé lors d’un précédent stage pour le matériau GaP et des premières structures ont pu être caractérisées en collaboration avec l’IPR.
Dans le cadre de ce stage de Master 2, nous proposons, d’une part de poursuivre les caractérisations des propriétés de transport électronique et optoélectronique par le développement de nouvelles géométries de dispositifs en GaP et d’autre part de transférer le procédé existant à la filière de matériau antimoniure de gallium (GaSb). Ces deux études s’appuieront sur les procédés de fabrication déjà développés au sein du laboratoire ainsi que sur études préliminaires menées sur le matériau GaSb.
Alexandre BECK, Charles CORNET
