Investigations expérimentales du transport thermique et électronique dans des nanofils hétérostructurés 3C/2H

Abstract

Ce projet de recherche présente une exploration expérimentale des propriétés thermique, électrique et thermoélectrique de nanofils de Si et Ge hétérostructurés 3C/2H. Ces nanofils étudiés sont fabriqués par le Centre de Nanosciences et Nanotechnologies de l’Université de Paris-Saclay, grâce à une méthode originale permettant de créer des transformations de phase dans ces nanofils. Il en résulte une hétérostructure 3C/2H le long des nanofils avec des interfaces abruptes, laissant espérer une réduction significative de leur conductivité thermique, sans altérer significativement leurs propriétés électroniques. Tout d’abord, nous avons montré la forte dépendance de diamètre sur le transport thermique de tels nanofils hétérostructurés. Ensuite, la température de recuit lors de la transformation de phase, qui influence la taille et le nombre de domaines 2H, peut constituer un paramètre efficace pour réduire la conductivité thermique. Cette étude constitue la première preuve expérimentale d'une conductivité thermique réduite dans de tels types de nanofils. Enfin, afin d'évaluer les propriétés électrique et thermoélectrique des nanofils, un prototype original d'imagerie a été développé durant ce projet de thèse. Ce prototype permet l'imagerie simultanée et en temps réel des conductivités thermique et électrique et du coefficient Seebeck à l'échelle nanométrique.