Synthesis and modeling of III-As nanowires by SAG-HVPE : towards infrared and energy conversion devices

Synthèse et modélisation de nanofils III-As par SAG-HVPE : vers des dispositifs pour l'infrarouge et la conversion d'énergie Ce travail porte sur la croissance sélective (SAG) de nanofils (NFs) III-As par épitaxie en phase vapeur par la méthode aux hydrures (HVPE). Dans un premier temps, nous avons étudié la SAG de NFs de GaAs sur des substrats de GaAs. Des études systématiques portant sur les conditions de croissance ont mis en évidence une suppression de la croissance sous atmosphère riche en arsenic. Ces observations ont été appuyées par un modèle cinétique qui, pour la première fois en HVPE, prend en compte la diffusion des adatomes de Ga sur les facettes latérales des NFs. Puis, une étude préliminaire du dopage des NFs a été conduite, ainsi que des croissances de jonctions p-i-n dans des NFs. Les résultats sont encourageants quant à la réalisation de dispositifs à base de NFs par HVPE. Dans un second temps, nous avons étudié la SAG de NFs d’InAs et d’InGaAs sur des substrats de GaAs et Si. Il s’est avéré que la suppression de la croissance se produit également pour les NFs d’InAs. Concernant l’InGaAs, des réseaux de NFs de compositions variées ont été obtenus avec succès. Un modèle de croissance a été développé révélant que la composition des NFs est contrôlée par la cinétique de croissance plutôt que par des facteurs thermodynamiques. Cela simplifie considérablement le contrôle de la composition dans une large gamme de paramètres HVPE. Ces résultats montrent la capacité de la HVPE pour la fabrication de réseaux de NFs d’InGaAs homogènes avec des compositions facilement ajustables.