THÈSE DE DOCTORAT DE SORBONNE UNIVERSITÉ › publication › fulltext › Etude-des... › publication › fulltext › Etude-des...by B Martinez · 2019 · Related articlesDes structures plus complexes, telles que des hétérostructures cœur ... constante de Planck, c
par Bertille MARTINEZ
pour obtenir le grade de docteur de SORBONNE UNIVERSITÉ
Sujet de la thèse
ÉTUDE DES PROPRIÉTÉS OPTOÉLECTRONIQUES DE NANOCRISTAUX COLLOÏDAUX À FAIBLE BANDE INTERDITE
:
APPLICATION À LA DÉTECTION INFRAROUGE
Soutenue le 10 juillet 2019 devant le jury composé de
Laurence Ressier, Professeur des universités, INSA Toulouse Bruno Masenelli, Professeur des universités, INSA Lyon Alexa Courty, Professeur des universités, Sorbonne Université Nicolas Péré-Laperne, Ingénieur recherche & développement, Lynred Emmanuelle Lacaze, Directrice de recherche, INSP Emmanuel Lhuillier, Chargé de recherche, INSP
Rapportrice Rapporteur Examinatrice Examinateur Directrice de thèse Encadrant de thèse
2
Table des matières Notations et abréviations ......................................................................................................................... 5 Remerciements ........................................................................................................................................ 9 Introduction générale............................................................................................................................. 13 CHAPITRE 1 Contexte et état de l’art ..................................................................................................... 15 I.
Propriétés des semiconducteurs................................................................................................. 16
II.
Nanocristaux colloïdaux à base de semiconducteurs ................................................................ 22
III. Introduction à la détection infrarouge et présentation des technologies actuelles ..................... 34 IV. Des nanocristaux colloïdaux au photodétecteur ........................................................................ 41 CHAPITRE 2 Détermination de la structure électronique des nanocristaux colloïdaux de chalcogénures de mercure ............................................................................................................................................. 45 I.
Techniques de détermination de la structure électronique ........................................................ 47
II.
Énergies absolues des niveaux de chalcogénures de mercure en fonction de leur taille ........... 58
III. Localisation des pièges dans la bande interdite ......................................................................... 68 IV. Conclusions et enjeux futurs ..................................................................................................... 74 CHAPITRE 3 Contrôle du dopage dans les nanocristaux colloïdaux ...................................................... 75 I.
Contrôle du dopage des nanocristaux pendant la synthèse........................................................ 76
II.
Modification du dopage post-synthèse – rôle des ligands ......................................................... 79
III. Utilisation de ligands oxydants : les polyoxométallates (POMs) .............................................. 82 IV. Conclusions et enjeux futurs ..................................................................................................... 87 CHAPITRE 4 Intégration des nanocristaux dans des dispositifs à géométrie complexe ......................... 89 I.
Pourquoi utiliser des dispositifs photovoltaïques pour la détection infrarouge ? ...................... 90
III. Diode ESWIR à base d’encre .................................................................................................. 103 IV. Fabrication de dispositifs multipixels ...................................................................................... 113 V.
Conclusions et enjeux futurs ................................................................................................... 118
Conclusion générale ............................................................................................................................ 119 Annexes ............................................................................................................................................... 125 Liste des figures .................................................................................................................................. 143 Liste des tableaux ................................................................................................................................ 147 Bibliographie ....................................................................................................................................... 149
3
4
Notations et abréviations
Notations et abréviations Constantes physiques
Notations
5
Notations et abréviations
Abréviations – composés chimiques
6
Notations et abréviations
Abréviatons – autres
7
Notations et abréviations
8
Remerciements
Remerciements J’aimerais avant tout remercier mes rapporteurs, Bruno Masenelli de l’Institut des Nanosciences de
