Développement de Réseaux Ordonnés de Nanofils de ZnO pour les Capteurs de Pression

Sujet détaillé

Les matériaux semiconducteurs sous forme de nanofils constituent une brique élémentaire prometteuse pour la réalisation de dispositifs innovants. Les nanofils présentent typiquement des diamètres de quelques dizaines de nanomètres et une longueur de l’ordre du micromètre. Grâce à cette géométrie, ils présentent généralement une grande qualité cristalline et sont le siège de propriétés physiques remarquables en lien avec un grand rapport surface sur volume : citons par exemple le confinement électronique, la relaxation de contraintes mécaniques ou encore le piégeage optique. L’oxyde de zinc (ZnO), non toxique et composé d’éléments abondants, possède en particulier de nombreux atouts et peut être élaboré sous forme de nanofils par un grand nombre de techniques de dépôts bas coût et à fort potentiel industriel. En raison de sa structure cristalline de type wurtzite, les nanofils de ZnO croissent selon un axe c piézoélectrique. Les réseaux de nanofils verticaux sont ainsi sensibles aux contraintes mécaniques et possèdent donc un intérêt important dans le domaine des capteurs de pression.

Le but du stage consistera à développer des réseaux ordonnés de nanofils de ZnO avec une uniformité structurale contrôlée en termes de dimensions (i.e. diamètre, longueur, densité, période) par la combinaison de procédés technologiques en salle blanche telles que la lithographie assistée par nano-impression et de techniques de dépôts bas coût. Un travail important sur le dépôt en bain chimique des nanofils de ZnO sera en particulier réalisé en vue d’étudier et d’optimiser leurs propriétés physiques, notamment leur dopage. Des techniques de caractérisations structurales et électro-optiques avancées seront utilisées afin de mettre en évidence ces propriétés (i.e. microscopie électronique en transmission, mesures électriques et spectroscopiques sur fils uniques, …). Enfin, la fabrication de capteurs de pression à base de ces nanofils pourra être envisagée ainsi que les caractérisations classiques associées.

Lieu et durée

Le candidat travaillera au sein du Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP, équipe Films Minces, Nanomatériaux et Nanostructures (FM2N)) et de l’Institut Néel (NEEL, équipe Semiconducteur à Large Bande Interdite), en collaboration avec l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL) et avec le Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité (LGEF) dans le cadre du projet ANR ROLLER 2018 – 2021.

Site web des laboratoires : http://www.lmgp.grenoble-inp.fr/, http://neel.cnrs.fr/

Durée du stage : 6 mois

Profil & compétences requises

Le candidat recherché est élève de grande école, d’école d’ingénieurs et/ou de Master 2R dont la formation est axée principalement sur la physico-chimie des matériaux, les nanosciences et/ou la physique des semiconducteurs. Des aptitudes pour le travail en équipe et l’expression en anglais orale et écrite seront appréciées. Nous recherchons des candidats dynamiques, motivés et intéressés pour poursuivre en thèse.

Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui (financement de thèse acquis – projet ANR ROLLER 2018 – 2021)

Indemnité de stage

Le stagiaire sera indemnisé (~550 euros/mois).

Contacts

Julien PERNOT                      julien.pernot@neel.cnrs.fr                           Tel : 04 56 38 70 83

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