Caractérisation par approche corrélative pour l’étude de la croissance et de l’intégration de matériaux 2D

Les matériaux bidimensionnels (dits 2D) sont constitués d’une seule couche d’atomes ou de molécules rendant leurs propriétés remarquables. Comparés à leur forme massive ils peuvent par exemple présenter des caractéristiques semi-conductrices exploitables pour de nombreuses applications (CMOS, mémoires, photonique, photovoltaïque, etc.). Pour autant, leur intégration dans des composants via les procédés de micro-électronique standard reste un challenge et des recherches intensives visent à développer les techniques de fabrication et explorer leurs propriétés structurales, électroniques et optiques.

Les propriétés de ces matériaux pouvant varier à l’échelle nanométrique et en fonction des procédés de fabrication et d’intégration, une caractérisation multi-techniques et multi-échelles est nécessaire afin d’en appréhender au mieux les caractéristiques.

La thèse consistera à développer et à optimiser des méthodologies d’analyses co-localisées permettant des corrélations entre les propriétés optiques, électroniques, et chimiques à l’échelle locale (< 10 µm). Ainsi, les techniques optiques par Raman et photoluminescence (PL) seront combinées avec des techniques par photoémission d’électrons (XPS, PEEM, k-PEEM), de microscopie électronique (MEB) afin d’avoir une vision étendue de leurs propriétés : structure de bande, stœchiométrie, dopage, déformation, défauts structuraux. Enfin des modes de caractérisation spécifiques seront mis en place tels que les mesures opérando sur composants ou le champ proche optique pour l'amélioration de la résolution spatiale.

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