Étude des propriétés opto-électroniques et de transport de nanocristaux semi-conducteurs dopés en vue de leur intégration dans des composants de la filière silicium

Les nanocristaux (NC) de semi-conducteurs de la colonne IV font l'objet de nombreuses études pour leurs applications potentielles dans les nanocomposants électroniques, optoélectroniques et les cellules PV à haut rendement. Un dopage électrique efficace des NC peut être requis en fonction de l'application visée. Ceci est particulièrement important pour les applications PV où un transfert efficace des charges est indispensable. Il a été aussi récemment montré que des NC de Si fortement dopés au phosphore sont le siège d'une résonnance de plasmons de surface dont l'énergie est ajustable par le dopage, ce qui ouvre la voie à la réalisation de composants optoélectroniques et photoniques "tout silicium". Bien que le dopage de NC soit une tâche ardue, nous avons récemment montré que l'implantation ionique, suivie d'un recuit adapté, est une méthode efficace pour former des NC de silicium dopés, enfouis dans une couche diélectrique. Par ailleurs, les performances des composants incluant ces NC seront contrôlées non seulement par la présence du dopant lui-même, mais aussi par l'environnement des NC. Le but de cette thèse est donc d'étudier dans le détail les propriétés de transport électronique ainsi que les propriétés optiques (absorption, émission) de divers NC de la colonne IV (Si, Ge, alliages SixGe1-x) dopés, en fonction de leurs conditions d'élaboration : composition et taille des NC, type et niveau du dopage, nature de la matrice (oxyde pur, nitrure ou oxy-nitrure).