L'objectif initial de ce projet était la mise en évidence de l'effet tunnel dans une hétérostructure semi-conductrice et plus particulièrement pour une famille de matériaux jusqu’alors jamais employée pour ce type de structure : l’oxyde de zinc (ZnO) et son alliage ZnMgO.
L’effet tunnel résonant est caractérisé par la présence d'une résistance différentielle négative dans la courbe courant-tension de structure à double barrière de potentiel. Par manque de temps, nous n'avons malheureusement pu atteindre cette dernière étape expérimentale. Cependant, nous avons tout de même pu fournir la modélisation de deux parties de ces structures.
Dans un premier temps nous avons modélisé la probabilité de transfert par effet tunnel à travers une simple barrière de ZnMgO et ainsi pu mettre en évidence la très forte sensibilité de ce mode de transport aux paramètres structuraux (épaisseur et hauteur de la barrière).
Dans un second temps nous avons modélisé le cœur de ces structures : le puits quantique ZnO. Cette modélisation permet de prévoir la position des niveaux confinés dans le puits (niveaux via lesquels le transport par effet tunnel résonnant aura lieu dans la structure finale). Notre modélisation a été validée par les résultats expérimentaux (mesure de photoluminescence).
Ces deux modélisations représentent des briques de base essentielles qui permettront d’une part de définir la structure à épitaxier (pour obtenir un transport par effet tunnel résonnant) mais aussi pour faciliter la compréhension des caractéristiques courant-tension des diodes tunnel résonnantes ZnO/ZnMgO qui seront très prochainement réalisées au CRHEA.
Plus que tout autre bénéfice, ce projet nous a permis de nous ouvrir au monde de la recherche et d’avoir ainsi eu un aperçu de son fonctionnement général. Pour nous avoir permis cela, nous remercions
l'Université de Nice Sophia Antipolis et plus particulièrement Mme Valérie DOYA qui s'est occupée de l'organisation des projets et qui a veillé à leur bon déroulement durant tout le semestre.
Ensuite, il nous vient naturellement de remercier M. Jean-Yves DUBOZ, directeur du CHREA, pour nous avoir permises d'effectuer notre projet au sein du laboratoire.
De plus, nous tenons tout particulièrement à remercier nos encadrants M. Jean-Michel CHAUVEAU et M. Maxime HUGUES qui se sont montrés très disponibles et à l'écoute tout le long du semestre. Ils ont fait de ce projet une expérience tant agréable qu'enrichissante.
Pour finir, nous remercions l'ensemble du personnel du laboratoire pour leur accueil et leur sympathie à notre égard.
Les semi-conducteurs:
Fig1 : J.Mombourquette - http://www.chem.queensu.ca/ - Chapter 10 : Molecular Structure ; .
Fig2 : G.Paumier - http://fr.wikipedia.org/wiki/Semi-conducteur
Hétérostructure semi-conductrice:
JM Chauveau Et Al. Appl. phys. Lett. (2010)
Effet Tunnel:
Fig 1b : http://www.conspirovniscience.com/ - Physique quantique : Effet TUNNEL.
Fig2 : M.Hugues – DEA en Micro-Nano Electronique : Dispositifs électroniques à base de nitrures d’éléments III.
Fig3 : http://www-lemm.univ-lille1.fr/ - Physique : chapitre 2.
Fig4 : SR Mehrotra Et Al. https://nanohub.org/resources/8799 , "Resonant Tunneling Diode operation" (2010).
ZnO :
Fig1: S.Brochen – Thèse de doctorat de l’université de Grenoble.
Fig2 : http://en.wikipedia.org/wiki/Zinc_oxide