Croissance van der Waals de couches 2D de matériaux chalcogénures pour l’électronique frugale

Les mémoires magnétiques non volatiles (MRAM), telles que les STT-MRAM (Spin-torque Transfer MRAM), apparaissent comme des dispositifs extrêmement prometteurs pour réduire la consommation d’énergie des mémoires. Dans ce contexte, un couplage spin-orbite très fort à température ambiante a été démontré dans des hétérostructures 2D de matériaux chalcogénures à base de Tellure ouvrant la voie à de nouveaux dispositifs frugaux en énergie. D’autre part, les dispositifs thermoélectriques basés sur la conversion de l’énergie thermique en énergie électrique sont au cœur des systèmes de récupération d’énergie. Une nouvelle fois, les meilleurs matériaux thermoélectriques autour de la température ambiante sont des alliages chalcogénures à base de Tellure. Par conséquent, la maitrise de la synthèse de films minces cristallins de ces matériaux chalcogénures à base de Te est essentielle pour permettre une rupture technologique dans ces deux domaines d’applications.

Au cours des dernières années, au LETI nous avons développé une expertise unique dans la croissance par épitaxie de van der Waals de films chalcogénures à base de Te par la technique de dépôt industriel par co-pulvérisation magnétron. L’objectif de ce stage puis de la thèse qui suivra est d’étendre cette méthode de synthèse à de nouveaux composés pseudo 2D à base de Bi-Sb-Te(Se) destinés à ces nouvelles applications très basse consommation. Les propriétés de ces alliages seront étudiées à l’aide de caractérisations structurales avancées (microscopie électronique, expériences de rayons X au synchrotron, spectroscopie Raman et FTIR, mesure par effet Hall, …) couplées à la microscopie à force piézoélectrique (PFM) pour analyser leurs propriétés ferroélectriques.

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