Projet ANR-12-JS10-0002 – COSMOS : Correlation du microscopie électronique en transmission avec des mesures optique et électrique effectués sur le même nanofils unique
Programme : JCJC - SIMI 10 - Nanosciences (JCJC SIMI 10) 2012
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Madame Martien DEN HERTOG (Institut Néel)
Partenaires : Institut Neel
Montant : 302286.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : Ce projet est centré sur la corrélation de techniques basées sur la microscopie électronique en transmission (TEM) avec des techniques de caractérisation optique et électrique pour l’étude d’un même nanofil semi-conducteur. Des méthodes de préparation d’échantillon robustes seront développées pour permettre la mise en œuvre de ces expériences corrélées mais également pour pouvoir appliquer une tension à un nanofil in-situ dans le microscope électronique en transmission. Pour permettre ce genre d’expériences nous allons également améliorer ou acquérir le porte objet TEM pour appliquer des tension/courant in-situ. Ce nouveau porte objet devrait permettre au même temps de refroidir l’échantillon, ce qui rendra possible de faire des expériences de transport dans le TEM.
Le but est d’étudier à l’échelle nanométrique l’effet de la structure cristalline et de la composition chimique sur les propriétés optiques et électriques. Ainsi, les propriétés à l’échelle nanométrique qui pourront être étudiées sont la phase cristalline et la direction cristalline de croissance, la présence de défaut structuraux, la rugosité de surface et les facettes, l’analyse des interfaces et la composition chimique des héterostructures, la concentration des dopants et l’étude de l’interface dans une jonction p-n, les propriétés et l’interface d’un contact métal – semi-conducteur sur le nanofil. Ce projet vise à mettre  en œuvre les compétences conjointes dans les domaines de l’optique, du transport électrique et du TEM d’une seule personne, MI den Hertog initiatrice du projet (PI), et de son futur groupe de recherche. Ceci est envisageable grâce à l’environnement scientifique unique de la région Grenobloise, où on trouve des experts mondiaux dans des domaines telle que la croissance de nanofils, le TEM, l’optique et le transport électrique dans des nanofils. La PI a une forte compétence en techniques basées sur le TEM et peut acquérir des compétences en optique et transport électrique grâce aux collaborateurs dans des équipes différentes à l’Institut Néel et au CEA Grenoble. 
Dans la première phase du projet des approches variées seront développées pour la préparation des échantillons compatible avec des mesures corrélées.
Dans la deuxième phase du projet ces approches seront testées sur des nanofils hetérostructurés de GaN-AlN pour corréler les propriétés optiques et de transport électrique avec la caractérisation TEM sur le même nanofil unique.
Dans une troisième phase du projet les contacts appliqués sur le nanofil seront utilisés pour appliquer une différence de potentiel sur un nanofil de silicium in-situ dans le TEM. Grâce aux contacts une phase métallique peut être propagée dans le nanofil , ce qui permet l’engineering actif de la longueur des régions source, drain et canal. De plus, les contacts peuvent permettre la caractérisation quantitative des dopants par holographie électronique en utilisant une polarisation inverse de la jonction.