Soutenance de thèse de Wenyi Wu

Wenyi Wu, doctorant dans l'équipe Minéralogie et magnétisme de basses dimensionnalités (MIMABADI) soutient sa thèse le vendredi 13 novembre 2020 à 10 h.

IMPMC - Sorbonne Université - 4 place Jussieu, 75005 Paris, tour 23, 4e étage, couloir 22-23, salle 401

Jonction p-n par dopage par charge d'espace : diode 2D à partir de quelques couches de Séléniure d'Indium

Résumé

Ce travail allie les propriétés singulières des matériaux 2D à une technique innovante utilisée pour modifier les propriétés électroniques des films ultra-minces pour proposer une nouvelle technologie permettant de réaliser le dispositif électronique le plus simple, la diode. Tout d'abord, j'identifie les matériaux semi-conducteurs qui peuvent être fabriqués en couches ultra-minces. Dans la famille des matériaux 2D, notre choix s'est porté sur un semi-conducteur stratifié III-VI à bande interdite directe: InSe. Les dispositifs de films minces InSe ultra-minces, à faible couche atomique, sont fabriqués. Deuxièmement, j'utilise une technique propriétaire appelée dopage par charge d'espace développée dans notre groupe pour le dopage du matériel, soit n ou p. Enfin, j'ai choisi de développer en parallèle deux géométries différentes pour la diode à jonction pn. J'ai pu obtenir un comportement de redressement pour chaque géométrie, ce qui implique que notre approche de dopage par charge d'espace a réussi à produire un dopage microscopiquement différencié spatialement dans chaque dispositif. Je discute des caractéristiques IV obtenues et des limitations inhérentes aux dispositifs (chauffage local, hystérésis) et suggère des améliorations pour les expériences futures et des moyens d'obtenir un fonctionnement et une géométrie plus efficaces et stables.

Space charge doped p-n junction: 2D diode with few-layer Indium Selenide

Abstract
This work combines the singular properties of 2D materials with an innovative technique used for changing the electronic properties of ultra-thin films to propose a new technology for making the simplest bipolar electronic device, the diode. Firstly I identify semiconducting materials that can be fabricated in ultra-thin layers. In the family of 2D materials, our choice was an III-VI layered semiconductor with a direct bandgap: InSe. The devices of ultra-thin, few atomic layer InSe thin films are fabricated. Secondly, I use a proprietary technique called Space Charge Doping developed in our group for doping the material, either n or p. Finally, I chose to develop in parallel two different geometries for the pn junction diode. I was able to obtain rectifying behavior for each geometry implying that our space charge doping approach was successful in producing microscopically, spatially differentiated doping in each device. I discuss the obtained IV characteristics and the inherent limitations of the devices (local heating, hysteresis) and suggest improvements for future experiments and ways of obtaining more efficient and stable functioning and geometry.

Jury

• Mme. Maria Luisa DELLA ROCCA, Maitresse de Conférence HDR, Université de Paris, Rapporteure
• M. Henri HAPPY, Professeur, Université de Lille, Rapporteur
• M. Franck VIDAL, Professeur, Sorbonne Université, Examinateur
• M. Abhay SHUKLA, Professeur, Sorbonne Université, Directeur de thèse
• M. Johan BISCARAS, Maitre de Conférences, Sorbonne Université, Co-encadrant et invité