Notions fondamentales sur l’interaction lumière dans les nanostructures semiconductrices, Physique du solide, Notions fondamentales d’optique géométrique et d’optique physique. Notions fondamentales de la spectroscopie de photoélectrons. Notions fondamentales sur les semi-conducteurs, le dopage p et n, les transducteurs.
Goals
Appréhender la spectroscopie optique à résolue spatialement et en angle.
Comprendre les principes de fonctionnement d’un montage d’imagerie de Fourier
S'initier à l'interprétation des phénomènes, des mesures effectuées et des images enregistrées.
Comprendre l’utilisation, les avantages et les limites de l’analyse de surface par spectroscopie XPS. Identifier les phases présentes en surface d’un matériau et les quantifier.
Comprendre la conception d’un capteur, sa fabrication et son évaluation. Déterminer les performances métrologiques d’un capteur.
Content
Cette UE est essentiellement constituée de travaux pratiques effectués en laboratoire de Recherche avec une partie importante aussi consacrée à la rédaction de comptes-rendus d’expérience. Elle est complétée par des séminaires dispensées par des chercheurs dans le domaine de l’étude expérimentale de nanostructures afin d’apporter aux étudiants une culture suffisante dans ce domaine.
Spectroscopie XPS : Ce module de travaux pratiques présente des applications des notions abordées dans le module Surfaces et Interfaces du parcours NP. Notions abordées : Techniques de l'ultravide - Sources de production de rayonnement X - Interaction photon-matière - Principes des spectroscopies de photoélectrons X et UV - Dépouillement de spectres - Etudes expérimentales de cas. Elaboration et conception de capteurs résistifs : Ce module de travaux pratiques présente le procédé de fabrication d’un capteur résistif. Il fait appel à des notions abordées dans le module « Sensors » du parcours NP. Notions abordées : Dépôt de couches minces, caractérisation électriques (I-V), caractérisation sous atmosphère contrôlée, utilisation de Banc de mesure de test sous gaz. Dopage p et n, porteurs de charge. Détermination des performances capteurs : réponse, temps de réponse, sensibilité etc. dans le cas d’un semi-conducteur en interaction avec un gaz oxydant. Et enfin faire la corrélation avec l’étude de surface réalisée par spectroscopie XPS. Spectroscopies optiques : Ce second module de travaux pratiques s’appuiera principalement sur les notions abordées dans le module Interaction lumière-matière du parcours NP. L’objectif de ce module expérimental sera la mise en œuvre d’expériences de spectroscopie optique pour l’étude des propriétés physiques de nanostructures semi-conductrices. Les principales techniques abordées seront la photoluminescence (PL) la réflectivité (R) ou la transmission (T). Ces expériences pourront être effectuées à l’échelle macroscopique (macroPL, macroR) où à l’échelle du micron avec une résolution spatiale de 2 à 3 µm en utilisant un objectif de microscope pour l’excitation et la collecte du signal. La technique d’imagerie de Fourier en champ lointain sera également abordée. Ces différentes techniques seront utilisées pour étudier les propriétés optiques de nanostructures semi-conductrices « simples ». Les étudiants seront amenés à analyser les résultats expérimentaux et rédiger un compte rendu de manipulation. Pour cela ils pourront s’appuyer sur la lecture critique d’articles scientifiques choisis spécialement par l’enseignant. Un compte rendu « type » rédigé par l’enseignant sera également envoyé aux étudiants afin qu’ils puissent évaluer la pertinence de leur analyse.
Additional Information
Appréhender la spectroscopie optique à résolue spatialement et en angle.
Comprendre les principes de fonctionnement d’un montage d’imagerie de Fourier
S'initier à l'interprétation des phénomènes, des mesures effectuées et des images enregistrées.
Comprendre l’utilisation, les avantages et les limites de l’analyse de surface par spectroscopie XPS. Identifier les phases présentes en surface d’un matériau et les quantifier.
Comprendre la conception d’un capteur, sa fabrication et son évaluation. Déterminer les performances métrologiques d’un capteur.
