Soutenance de thèse de Corentin GRILLET

Au cours de cette thèse, nous avons implémenté des méthodes numériques visant à simuler des transistors à base de semi-conducteurs III-V. En recourant à un Hamiltonien k.p à huit bandes et au formalisme des fonctions de Green, nous avons été en mesure de modéliser de nombreux phénomènes quantiques prenant place dans lesdits nanocomposants. En effet, afin d'anticiper au mieux leur comportement, il est essentiel de tenir compte du confinement quantique, de l'effet tunnel, des interférences, ou encore des interactions électrons-phonons, entre autres effets.
Dans nos simulations, ces phénomènes se manifestent sous la forme d'un déplacement des bandes d'énergie ou par des transitions tunnel "bande à bande" ou "source vers drain", et influencent la dispersion des électrons. En outre, le modèle physique a aussi été amélioré par l'implémentation de contraintes de déformation, et la prise en compte les défauts de surface. Cela nous a permis de formuler des prédictions réalistes quant au comportement de différents nanodispositifs logiques.
L'objectif de ce travail était de chercher un possible remplaçant à la technologie silicium parmi différents candidats à base de matériaux III-V. En vue de mener à bien ce projet, nous nous sommes donc intéressés à différentes structures. Tout d'abord, nous avons simulé un MOSFET ultra-fin de type n, comportant un canal en In(Ga)As. Ensuite, nous nous sommes aventurés un peu plus loin dans l’extrême miniaturisation, en modélisant des transistors à grille enrobante à base de nanofils.
Enfin, notre attention s'est portée sur un tout autre type d'architecture, en étudiant un
transistor à effet tunnel vertical, formé d'un assemblage GaSb/AlSb/InAs.