Méthode du temPs de vOl pour déterminer la mobiLité des porTEurs de chaRGEs dans des films mInces phoTo-actifs
Financement : Stage de Master 2
Contacts : Sébastien SAITZEK (UCCS, UArtois), Redouane DOUALI (UDSMM, ULCO)
Le projet POLTERGEIST concerne l’étude de matériaux photo-actifs à base de dititanates de lanthanide (Ln2Ti2O7 avec Ln=La ou Nd) possédant des propriétés photocatalytiques sous excitation UV. L’objectif de ce travail est d’étudier la photogénération et la mobilité des porteurs de charges au sein de ces matériaux. Dans un premier temps, une technique en temps de vol sera utilisée afin de relier les propriétés aux axes cristallographiques du matériau. Pour ces mesures, les films minces seront synthétisés par ablation laser pulsé sur des substrats de SrTiO3 et LaAlO3 orientés (100) et (110). Dans un second temps, les propriétés électrochimiques seront également mesurées directement sur les films déposés par la technique de drop-casting sur des substrats de verre/ITO. Afin de sélectionner les directions cristallographiques, nous réaliserons des dépôts sur des substrats clivés présentant des bords parallèles aux plans cristallographiques de la surface. Nous viendrons ensuite déposer par pulvérisation cathodique des électrodes placées le long des axes cristallographiques avec l’intermédiaire d’un masque spécifique où les électrodes se situeront le long de ces axes. Ainsi, connaissant la structure et la relation d’épitaxie (via les figures de Pôles en diffraction de rayons X), nous pourrons déterminer la mobilité des porteurs sous excitation laser selon la direction cristallographique du film.
La perspective scientifique es le développement d’un nouvel outil de caractérisation pour la détermination de la mobilité des porteurs de charge pouvant être utilisés sur des films minces. Un verrou scientifique est la focalisation du faisceau laser sur la zone d’électrodes via l’utilisation d’optique dédiée UV ou de diaphragmes afin de miniaturiser la zone exposée. La détermination de la mobilité sur films minces sera également novatrice i) pour permettre de déterminer les propriétés selon les axes cristallographiques et ii) pour l’études des phénomènes de contraintes épitaxiales sur les propriétés de conduction vis-à-vis des mesures sur monocristaux. En complément, l’outil développé pourra ensuite être utilisé comme outil de conduction des oxydes (Schottky, ohmique, Charge d’espace conduction limitée, Poole-Frenkel, …).
