Conducteurs Transparents à Base de Niobium Polycristallins comme Alternatives à l'ITO
Johnny AZZI
Mardi 26 Mai 2026 à 13h
Résumé :
L'oxyde d'indium et d'étain (ITO), le conducteur transparent standard de l'industrie, fait face à des limitations critiques, notamment la rareté de l'indium, les coûts de production élevés et la fragilité. Malgré des recherches approfondies sur des matériaux alternatifs tels que l'oxyde d'étain (SnO₂), l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium (AZO) et l'oxyde d'étain dopé au fluor (FTO), aucun n'a réussi à détrôner l'ITO en raison de propriétés optoélectroniques inférieures, d'une stabilité thermique réduite ou d'une complexité de traitement accrue. Des travaux récents ont démontré que le niobate de strontium (SrNbO₃, SNO) surpasse l'ITO en termes de propriétés optoélectroniques ; cependant, ces résultats sont limités aux films épitaxiaux nécessitant des conditions de vide secondaire et des températures de dépôt élevées, qui entravent considérablement la scalabilité industrielle.
Cette thèse explore les films SNO polycristallins et amorphes synthétisés par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sous conditions de vide primaire—une approche jamais rapportée précédemment dans la littérature. Nous employons une stratégie chimique novatrice combinant la réduction des éléments métalliques et l'ingénierie de carence cationique, où le rapport Sr/Nb est délibérément réduit pour moduler l'état d'oxydation Nb⁵⁺/Nb⁴⁺ et optimiser la conductivité électrique sans dopage externe. Cette exigence de vide réduite permet un traitement à basse température tout en éliminant les contraintes de substrat épitaxial, améliorant ainsi significativement la scalabilité pour l'implémentation industrielle.
La thèse présente une caractérisation structurale, compositionnelle et optoélectronique complète des films SNO synthétisés par CVD en vide primaire avec une stœchiométrie cationique optimisée, démontrant la viabilité de SNO non-épitaxial en tant que conducteur transparent haute performance et scalable pour les dispositifs photovoltaïques et optoélectroniques de nouvelle génération.
L'oxyde d'indium et d'étain (ITO), le conducteur transparent standard de l'industrie, fait face à des limitations critiques, notamment la rareté de l'indium, les coûts de production élevés et la fragilité. Malgré des recherches approfondies sur des matériaux alternatifs tels que l'oxyde d'étain (SnO₂), l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium (AZO) et l'oxyde d'étain dopé au fluor (FTO), aucun n'a réussi à détrôner l'ITO en raison de propriétés optoélectroniques inférieures, d'une stabilité thermique réduite ou d'une complexité de traitement accrue. Des travaux récents ont démontré que le niobate de strontium (SrNbO₃, SNO) surpasse l'ITO en termes de propriétés optoélectroniques ; cependant, ces résultats sont limités aux films épitaxiaux nécessitant des conditions de vide secondaire et des températures de dépôt élevées, qui entravent considérablement la scalabilité industrielle.
Cette thèse explore les films SNO polycristallins et amorphes synthétisés par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sous conditions de vide primaire—une approche jamais rapportée précédemment dans la littérature. Nous employons une stratégie chimique novatrice combinant la réduction des éléments métalliques et l'ingénierie de carence cationique, où le rapport Sr/Nb est délibérément réduit pour moduler l'état d'oxydation Nb⁵⁺/Nb⁴⁺ et optimiser la conductivité électrique sans dopage externe. Cette exigence de vide réduite permet un traitement à basse température tout en éliminant les contraintes de substrat épitaxial, améliorant ainsi significativement la scalabilité pour l'implémentation industrielle.
La thèse présente une caractérisation structurale, compositionnelle et optoélectronique complète des films SNO synthétisés par CVD en vide primaire avec une stœchiométrie cationique optimisée, démontrant la viabilité de SNO non-épitaxial en tant que conducteur transparent haute performance et scalable pour les dispositifs photovoltaïques et optoélectroniques de nouvelle génération.
Infos date
Mardi 26 Mai 2026 à 13h
Infos lieu
Salle BELLEDONNE et VIDEOCONFERENCE