Jeudi 13 novembre
Résumé :
Les nitrures d’éléments III (GaN, AlN, InN et leurs alliages)
forment une famille de semiconducteurs aux propriétés remarquables. Leur
énergie de bande interdite couvre une gamme spectrale très large allant du
proche-infrarouge à l’ultraviolet profond. Ils sont aussi le siège d’une polarisation
interne d’origine spontanée et piézoélectrique qui donnent lieu à
un champ interne très élevé (qqs MV/cm) qui peut être exploité pour accorder
la longueur d’onde d’émission via l’effet Stark quantique. De plus, ces
matériaux présentent des propriétés exceptionnelles en termes de stabilité à
haute température, résistance mécanique et insensibilité aux radiations. Parmi
les applications majeures des semiconducteurs nitrures, on peut citer : les dispositifs
d’éclairage en lumière blanche destinés à remplacer les sources incandescentes
ou fluorescentes actuelles ; les diodes lasers UV pour l’enregistrement
numérique à haute densité ; les transistors rapides de puissance ; les capteurs
bio-chimiques, etc...
Néanmoins, contrairement aux semiconducteurs usuels (silicium, arséniure de
gallium) ces matériaux souffrent de la présence de défauts (dislocations traversantes)
en densité gigantesque. Cette particularité n’empêche pourtant pas la
réalisation de diodes luminescentes de très haute performance. Une explication
réside dans les effets de localisation quantique des porteurs de charge.
L’objectif de cet exposé est de donner un large aperçu des différents effets
physiques mis en jeu dans ces matériaux, de montrer les différents enjeux
pour leur élaboration mais aussi de discuter un certain nombre d’applications
domestiques. C’est enfin de dresser un état de l’art des recherches actuellement
menées sur ces matériaux.
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