- Croissance AlN sur h-BN pour LEDs UV

Pour obtenir des LED UV efficaces, des approches sont étudiées pour optimiser la croissance du matériau AlN utilisé dans les structures LED, car les cristaux d'AlN massif sont très coûteux et de petite taille . En collaboration avec Georgia Tech-Lorraine, nous travaillons sur la croissance de l'AlN sur le nitrure de bore hexagonal (h-BN), qui est un matériau 2D caractérisé par des liaisons faibles de type van der Waals (VDW) hors du plan. En tirant parti de cette propriété, les couches de h-BN pourraient être utilisées comme couche de séparation mécanique pour exfolier les LED UV afin de les transférer sur des substrats conducteurs pour la réalisation de dispositifs à haute efficacité. Dans cette étude, le rôle de recuits, effectués à haute température (≥ 1450°C), sur la qualité cristalline de l’AlN et la morphologie de la surface a été étudié en fonction de l'épaisseur d’AlN, de la durée et de la température du recuit. Des conditions optimales ont été identifiées pour fabriquer des templates AlN/h-BN.

- Détecteurs GaN pour la protonthérapie

Le contrôle du faisceau de protons permet d'améliorer et d'accélérer l'irradiation par protons dans le cadre du traitement du cancer. Les applications à plus long terme comprennent l'imagerie par protons en remplacement de l'imagerie par rayons X. Nous démontrons ici qu'un réseau de 6 diodes GaN permet de mesurer la forme du faisceau de protons avec une résolution spatiale donnée par la taille du détecteur. Une configuration améliorée permet de réduire le bruit et de mesurer des courants de protons plus faibles. Nous démontrons ici qu'une densité de courant de 1pA/cm2 peut être détectée avec une diode à broches GaN de 800µm de large. Un temps d'intégration de 1s devrait permettre de mesurer une densité de courant jusqu'à 0,1pA/cm2, niveau requis pour l'imagerie protonique.

- Vers une luminescence homogène le long de nanofils cœur-coquille GaN/InGaN

Dans le cadre du projet de réalisation de LEDs flexible à nanofils nous nous nous sommes intéressés à la distribution de la coquille InGaN le long d’un nanofil unique en GaN. Nous avons mis en évidence par cathodoluminescence et microscopie électronique à transmission la formation d'une couche de passivation de SiGaN à l'interface entre le cœur GaN et la coquille et constaté la dégradation de la qualité des puits quantiques InGaN épitaxiés sur cette couche. Nous avons exploré les possibilités de l'éliminer par gravure ex-situ et in-situ. Après traitement chimique nous avons ainsi réussi à obtenir des nanofils entièrement recouverts par la couche d'InGaN. Ceci permet d’obtenir une émission dans le visible sur toute la longueur des nanostructures, améliorant ainsi la couverture standard rapportée dans la littérature.