Développement de nanostructures à base d’AlGaN pour la fabrication de composants émetteurs de lumière UV à pompage électronique

Publié le : 15 juillet 2019

L’Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC) du CEA ouvre un poste de doctorat à un jeune scientifique afin de développer un programme de recherche sur les nanostructures d’AlGaN pour la fabrication d’un nouveau concept de lampe UV.

Notre projet contribue au développement de lampes UV à haute brillance, sans mercure, 100% recyclables et très brillantes. La désinfection par rayons UV est généralement effectuée à l’aide de lampes à décharge contenant de grandes quantités de mercure, une substance hautement toxique strictement réglementée par les directives de l’UE. L’alternative actuellement explorée consiste en des diodes électroluminescentes UV (LED UV) basées sur des semi-conducteurs AlGaN. Cependant, après plus de 15 ans de R & D, la technologie des LED UV progresse très lentement et des études comparatives montrent qu’elle est encore loin de rivaliser avec la lampe au mercure. Les performances des LED UV restent limitées par deux problèmes majeurs: la forte énergie d’activation des dopants dans l’AlGaN et la longueur de diffusion des trous de ces matériaux, extrêmement inférieure à celle des électrons. Pour contourner les problèmes associés à la technologie UV LED, nous proposons de pomper une région active à base de nanostructures AlGaN avec un faisceau d’électrons. Dans une telle configuration, des électrons et des trous sont générés dans tout le milieu actif avec la même distribution spatiale, sans besoin de dopage ni de contacts électriques. Dans le cadre de ce projet, l’étudiant sera responsable de (i) la fabrication de nanofils à base d’AlGaN émettant dans les gammes UV-B et UV-C, (ii) de la structuration optique et structurelle, (iii) de la comparaison des résultats avec les résultats théoriques. calculs utilisant un logiciel commercial, et (iv) comparaison des performances de telles structures à nanofils avec des puits quantiques et des points quantiques (disponibles dans notre laboratoire). Le stagiaire sera formé à l’utilisation de l’épitaxie par jet moléculaire, de la microscopie électronique à balayage, de la photoluminescence, de la cathodoluminescence et de la modélisation de la structure électronique à l’aide du logiciel commercial Nextnano.

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