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ECOLE DOCTORALE SI-MMEA 2012 PROPOSITION DE SUJET POUR CONTRAT DOCTORAL LABORATOIRE SitePoitiers :P’D1 P’D2 P’D3 Site Limoes :SPCTS GEMH Site La Rochelle :LEPhTTITRE en franais Auto-organisation de nanostructures bidimensionnelles de SnO2
TITLE in English
Résumé 300caractères maximum bstract (300 characters maximum Descriptif 2000caractères maximum)
SnO2nanoparticle 2D self-organization on nanostructured oxide surfaces
Le sujet de thèse proposé ici consiste à synthétiser parvoie sol-geldes semi-conducteurs à large bande interdite. Des couches minces seront déposées sur des substrats gabarits. Il s’agira en particulier de réaliser des structures optiquement actives présentant un ordre à longue distance dans une, voire deux directions.
The goal of the PhD project is to synthesize semi-conducting wide band-gap oxides with the sol-gel process. Thin films will be prepared by sol-gel deposition onto template substrates. In this work, it will therefore create optically active structures with a long-range order in one or two directions.
Les systèmes nanostructurés constitués d’îlots nanométriques synthétisés sur des urfaces d’oxyde présentent un intérêt, d’une part fondamental et d’autre part technologique n vue des applications potentielles dans les domaines de l’électronique, l’optique non-inéaire et de l’optoélectronique. L’élaboration de dispositifs actifs nanostructurés nécessite la éalisation de nanostructures constituées de plots nanométriques, souvent épitaxiés, dont on oit contrôler non seulement la taille et la forme mais aussi la disposition à la surface du ubstrat. L’utilisation des surfaces vicinales semble être une méthode intéressante pour pouvoir rganiser, voire auto-organiser des nanoparticules à la surface d’un substrat [1]. En effet, des ituations où des réseaux de marches 1D et 2D stables ou tout du moins métastables ont été dentifiés [2, 3], les substrats pouvant alors être utilisés comme gabarits pour la croissance et ’ordonnancement de nanoparticules déposées sans modification de ces surfaces gabarits. Depuis plusieurs années, nous travaillons au sein du SPCTS à la réalisation de couches inces ordonnées à partir du procédé sol-gel. L’élaboration de couches par ce procédé de himie douce implique différents traitements thermiques post dépôt qui conditionnent ortement la microstructure finale obtenue. Le sujet de thèse proposé ici, s’inscrit dans le projet ANR QMAX (2010-2014) et onsiste à synthétiser parvoie sol-geldes semi-conducteurs à large bande interdite, en articulier l’oxyde d’étain sous forme de nanocristaux en utilisant une méthode mise au point u sein du groupe ces dernières années [4, 5]. Des couches minces seront déposées sur des ubstrats gabarits. Il a notamment été montré que les traitements thermiques post-dépôt de ouches initialement continues réalisées à partir du procédé sol-gel, permettent de structurer es couches par un processus de démouillage associé à une croissance granulaire compétitive ui conduit à la formation de plots nanométriques épitaxiés, pouvant induire des effets de onfinement quantique. Il s’agira donc en particulier de réaliser des structures optiquement ctives présentant un ordre à longue distance dans une, voire deux directions. L’optimisation des procédés de synthèse des matériaux élaborés, la compréhension, ’amélioration et la prédiction de leurs propriétés nécessitent la caractérisation fine de leur tructure et microstructure. La microstructure de ces couches sera donc analysée, en fonction es conditions de traitement thermique, par diffraction et diffusion des rayons X, microscopie force atomique (AFM) et microscopie électronique en transmission (MET). Les mesures de iffusion et diffraction des rayons X seront menées en utilisant des sources de rayonnement ynchrotron en particulier l’ESRF (European Synchrotron Radiation Facilit ) et la source rançaise SOLEIL.