CuSCN Nanowires as Electrodes for p-Type Quantum Dot Sensitized Solar Cells: Charge Transfer Dynamics and Alumina Passivation

Quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs) are a promising photovoltaic technology due to their low cost and simplicity of fabrication. Most QDSSCs have an n-type configuration with electron injection from QDs into TiO2, which generally leads to unbalanced charge transport (slower hole transfer rate) limiting their efficiency and stability. We have previously demonstrated that p-type (inverted) QD sensitized cells have the potential to solve this problem. Here we show for the first time that electrodeposited CuSCN nanowires can be used as a p-type nanostructured electrode for p-QDSSCs. We demonstrate their efficient sensitization by heavy metal free CuInSxSe2-x quantum dots. Photophysical studies show efficient and fast hole injection from the excited QDs into the CuSCN nanowires. The transfer rate is strongly time dependent but the average rate of 2.5 × 109 s–1 is much faster than in previously studied sensitized systems based on NiO. Moreover, we have developed an original experiment allowing us to calculate independently the rates of charge injection and QD regeneration by the electrolyte and thus to determine which of these processes occurs first. The average QD regeneration rate (1.3 × 109 s–1) is in the same range as the hole injection rate, resulting in an overall balanced charge separation process. To reduce recombination in the sensitized systems and improve their stability, the CuSCN nanowires were coated with thin conformal layers of Al2O3 using atomic layer deposition (ALD) and fully characterized by XPS and EDX. We demonstrate that the alumina layer protects the surface of CuSCN nanowires, reduces charge recombination, and increases the overall charge transfer rate up to 1.5 times depending on the thickness of the deposited Al2O3 layer

Converging and diverging burn rates in North American boreal forests from the Little Ice Age to the present

Warning. This article contains terms, descriptions, and opinions used for historical context that may be culturally sensitive for some readers. Background. Understanding drivers of boreal forest dynamics supports adaptation strategies in the context of climate change. Aims. We aimed to understand how burn rates varied since the early 1700s in North American boreal forests. Methods. We used 16 fire-history study sites distributed across such forests and investigated variation in burn rates for the historical period spanning 1700-1990. These were benchmarked against recent burn rates estimated for the modern period spanning 1980-2020 using various data sources. Key results. Burn rates during the historical period for most sites showed a declining trend, particularly during the early to mid 1900s. Compared to the historical period, the modern period showed less variable and lower burn rates across sites. Mean burn rates during the modern period presented divergent trends among eastern versus northwestern sites, with increasing trends in mean burn rates in most northwestern North American sites. Conclusions. The synchronicity of trends suggests that large spatial patterns of atmospheric conditions drove burn rates in addition to regional changes in land use like fire exclusion and suppression. Implications. Low burn rates in eastern Canadian boreal forests may continue unless climate change overrides the capacity to suppress fire.Peer reviewe

CuSCN nanowires as electrodes for p-type quantum dot sensitized solar cells : charge transfer dynamics and alumina passivation

Funding: European Research Council (grant number 321305) and the EPSRC (grant numbers EP/L017008/1 and EP/M506631/1). IDWS is a Royal Society Wolfson Research Merit award holder.Quantum dot sensitized solar cells (QDSSCs) are a promising photovoltaic technology due to their low cost and simplicity of fabrication. Most QDSSCs have an n-type configuration with electron injection from QDs into TiO2, which generally leads to unbalanced charge transport (slower hole transfer rate) limiting their efficiency and stability. We have previously demonstrated that p-type (inverted) QD sensitized cells have the potential to solve this problem. Here we show for the first time that electrodeposited CuSCN nanowires can be used as a p-type nanostructured electrode for p-QDSSCs. We demonstrate their efficient sensitization by heavy metal free CuInSxSe2-x quantum dots. Photophysical studies show efficient and fast hole injection from the excited QDs into the CuSCN nanowires. The transfer rate is strongly time dependent but the average rate of 2.5 x 109 s-1 is much faster than in previously studied sensitized systems based on NiO. Moreover, we have developed an original experiment allowing us to calculate independently the rates of charge injection and QD regeneration by the electrolyte and thus to determine which of these processes occurs first. The average QD regeneration rate (1.33 x 109 s-1 ) is in the same range as the hole injection rate, resulting in an overall balanced charge separation process. To reduce recombination in the sensitized systems and improve their stability, the CuSCN nanowires were coated with thin conformal layers of Al2O3 using atomic layer deposition (ALD) and fully characterized by XPS and EDX. We demonstrate that the alumina layer protects the surface of CuSCN nanowires, reduces charge recombination and increases the overall charge transfer rate up to 1.5 times depending on the thickness of the deposited Al2O3 layer.PostprintPeer reviewe

Assessing changes in global fire regimes

PAGES, Past Global Changes, is funded by the Swiss Academy of Sciences and the Chinese Academy of Sciences and supported in kind by the University of Bern, Switzerland. Financial support was provided by the U.S. National Science Foundation award numbers 1916565, EAR-2011439, and EAR-2012123. Additional support was provided by the Utah Department of Natural Resources Watershed Restoration Initiative. SSS was supported by Brigham Young University Graduate Studies. MS was supported by National Science Centre, Poland (grant no. 2018/31/B/ST10/02498 and 2021/41/B/ST10/00060). JCA was supported by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 101026211. PF contributed within the framework of the FCT-funded project no. UIDB/04033/2020. SGAF acknowledges support from Trond Mohn Stiftelse (TMS) and University of Bergen for the startup grant ‘TMS2022STG03’. JMP participation in this research was supported by the Forest Research Centre, a research unit funded by Fundação para a Ciência e a Tecnologia I.P. (FCT), Portugal (UIDB/00239/2020). A.-LD acknowledge PAGES, PICS CNRS 06484 project, CNRS-INSU, Région Nouvelle-Aquitaine, University of Bordeaux DRI and INQUA for workshop support.Background The global human footprint has fundamentally altered wildfire regimes, creating serious consequences for human health, biodiversity, and climate. However, it remains difficult to project how long-term interactions among land use, management, and climate change will affect fire behavior, representing a key knowledge gap for sustainable management. We used expert assessment to combine opinions about past and future fire regimes from 99 wildfire researchers. We asked for quantitative and qualitative assessments of the frequency, type, and implications of fire regime change from the beginning of the Holocene through the year 2300. Results Respondents indicated some direct human influence on wildfire since at least ~ 12,000 years BP, though natural climate variability remained the dominant driver of fire regime change until around 5,000 years BP, for most study regions. Responses suggested a ten-fold increase in the frequency of fire regime change during the last 250 years compared with the rest of the Holocene, corresponding first with the intensification and extensification of land use and later with anthropogenic climate change. Looking to the future, fire regimes were predicted to intensify, with increases in frequency, severity, and size in all biomes except grassland ecosystems. Fire regimes showed different climate sensitivities across biomes, but the likelihood of fire regime change increased with higher warming scenarios for all biomes. Biodiversity, carbon storage, and other ecosystem services were predicted to decrease for most biomes under higher emission scenarios. We present recommendations for adaptation and mitigation under emerging fire regimes, while recognizing that management options are constrained under higher emission scenarios. Conclusion The influence of humans on wildfire regimes has increased over the last two centuries. The perspective gained from past fires should be considered in land and fire management strategies, but novel fire behavior is likely given the unprecedented human disruption of plant communities, climate, and other factors. Future fire regimes are likely to degrade key ecosystem services, unless climate change is aggressively mitigated. Expert assessment complements empirical data and modeling, providing a broader perspective of fire science to inform decision making and future research priorities.Peer reviewe

Régimes des feux holocène, contemporain et futur aux Territoires du Nord-Ouest, Canada

Climate change impacts the boreal ecosystem through modifications of vegetation structure, composition, distribution and productivity. These changes alter the internal functioning of forests by disrupting the dynamics of natural disturbances such as fire, notably their frequency and size. Extreme weather events in recent decades have resulted in very large areas burned during some years, altering forest landscapes at northern latitudes in Canada. Large fires accounting for the majority of burned areas release massive amounts of carbon into the atmosphere and have major health consequences for people in exposed communities. They also limit the ability of Indigenous people to maintain their traditional activities by reducing ecosystem services they traditionally access. Climate projections suggest that large fires may be increasingly frequent in the coming decades, which in turn could affect forests, climate, and human societies. However, models remain uncertain and questions persist, particularly about the frequency and magnitude of extreme weather events that facilitate the onset of large forest fires.This thesis contributes to improving our understanding of the environmental drivers that have determined the dynamic of recent and past fire regimes in the boreal forest of northwestern Canada, in order to predict the interactions between climate, vegetation and future wildfires. This information will help managers and local communities anticipate future fire risk in response to climate change, in order to adapt practices and land use accordingly to limit the potentially negative effects of large forest fires. Chapter II of this thesis aimed to reconstruct the fire regime since 1965 on the territory of the Tłı̨chǫ; First Nation in the Northwest Territories (NWT), in Canada. This territory experienced one of the largest forest fires across Canada in 2014. We determine the main climatic and ecological conditions having contributed to extreme wildfire seasons (EWY) during the past few decades on the Tłı̨chǫ; territory, and we verify that the year 2014 was one of those EWY. We fixed climatic risk thresholds conducive to EWY occurrence, based on temperatures and soil organic horizon dryness indices measured during the fire season. The objective of the chapter III was to reconstruct the fire regime and vegetation dynamics on the Tłı̨chǫ; territory during the Holocene (11,700 years) and to analyze our reconstructions with regards to past climatic conditions at regional scale, in order to determine the main drivers of fire occurrence and size over time. Historical reconstructions showed that warm and dry conditions, as well as fuel availability and forest composition, were the main drivers leading to large and severe wildfires in the short and long term. In chapter IV, we simulated the risk of future EWY based on projections from different climate models coupled with two radiative forcing scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). We used the LPJ-LMfire model to simulate the dynamics of tree biomass and burn rate over the 21st century in the NWT and the Tłı̨chǫ; territory. Model simulations showed that future burn rates will be primarily modulated by increasing temperatures and changing vegetation dynamics, particularly black spruce.Le changement climatique affecte les écosystèmes forestiers boréaux par des modifications de la structure, de la composition, de la répartition et de la productivité de la végétation. Ces changements altèrent le fonctionnement interne des forêts en modifiant la dynamique des perturbations naturelles comme les feux, notamment leur fréquence et leur taille. Les événements météorologiques extrêmes des dernières décennies ont donné lieu à de très grandes superficies brûlées lors de certaines années, altérant les paysages forestiers, notamment ceux des latitudes nordiques du Canada. Les grands feux à l’origine de la majorité des superficies brûlées libèrent d’importantes quantités de carbone vers l’atmosphère et ils ont des conséquences sanitaires majeures pour les populations des communautés exposées. Ils limitent également la capacité des peuples autochtones à maintenir leurs activités traditionnelles en réduisant les services écosystémiques auxquels ils accèdent traditionnellement. Les projections climatiques suggèrent une multiplication des grands feux au cours des prochaines décennies, ce qui pourrait affecter davantage la forêt, le climat et les sociétés humaines. Cependant, les modèles restent incertains et des interrogations persistent, notamment sur la fréquence et l’ampleur des événements météorologiques extrêmes qui facilitent le déclenchement des grands feux de forêt. Cette thèse contribue à l’amélioration de notre compréhension des facteurs environnementaux qui ont déterminé la dynamique du régime des feux récent et passé dans la forêt boréale du nord-ouest canadien, dans le but de modéliser les interactions entre le climat, la végétation et les feux de forêt futurs. Ces informations aideront les gestionnaires et les communautés locales à anticiper le risque de feu futur en réponse au changement climatique, afin d’adapter les pratiques et les usages du territoire en conséquence pour limiter les effets potentiellement négatifs des grands feux de forêt. Le chapitre II de cette thèse a visé à reconstituer le régime des feux depuis 1965 sur le territoire du Peuple Tłı̨chǫ;, situé aux Territoires du Nord-Ouest (TNO) au Canada. Ce territoire a subi l’un des principaux grands feux de forêts enregistrés à l’échelle du Canada en 2014. Nous déterminons quelles conditions climatiques et écologiques majeures ont contribué au développement des saisons de feu extrêmes (EWY) durant les dernières décennies sur le territoire Tłı̨chǫ;, et nous vérifions que l’année 2014 faisait bien partie de ces EWY. Nous avons mis en évidence des seuils climatiques propices à l’occurrence des EWY, en fonction des températures et des indices de sécheresse de l’horizon organique du sol mesurés au cours de la saison de feu. L’objectif du chapitre III a été de reconstituer le régime des feux et la végétation du territoire Tłı̨chǫ; au cours de l’Holocène (11 700 ans) et de mettre en perspective nos résultats avec des reconstitutions du climat passé à l’échelle régionale afin de déterminer les principaux facteurs qui ont contrôlé l’occurrence et la taille des feux au cours du temps. Les reconstitutions paléoécologiques ont montré que les conditions chaudes et sèches, ainsi que la disponibilité en combustible et la composition des forêts, ont été les principaux facteurs ayant mené à de grands feux sévères à court et à long terme. Dans le chapitre IV, nous avons modélisé le risque de EWY futurs en fonction des projections de différents modèles climatiques couplés à deux scénarios de forçage radiatif (RCP4.5 et RCP8.5). Nous avons utilisé le modèle LPJ-LMfire afin de simuler la dynamique de la biomasse arborescente et du taux de brûlage au cours du XXIe siècle aux TNO et sur le territoire Tłı̨chǫ;. Les simulations issues du modèle LPJ-LMfire ont montré que les taux de brûlage futurs seront principalement modulés par l’augmentation des températures et l’évolution de la dynamique de la végétation, notamment de l’épinette noire

Nanostructures de silicium par croissance chimique catalysée : une plate-forme pour des applications micro-supercondensateurs

Supercapacitors are electrochemical energy storage devices which have been recently developed, and possess intermediate performances between dielectric capacitors and batteries. These components exhibit interesting power and energy densities, combined with an exceptional cycle life and an easy miniaturization. Supercapacitors are thus envisioned as energy storage solutions for electronic micro-devices, such as autonomous micro-sensors or implantable medical devices.In recent studies, CVD nanostructured silicon proved to be an excellent electrode material candidate for micro-supercapacitor applications. Bottom-up synthesis allows an exceptional control of the morphology and electrical properties of the obtained silicon nano-wires and nano-trees. Moreover, the nanostructured electrodes possess superior electrochemical and temperature stability. These arguments lead to consider silicon as an excellent platform for micro-supercapacitors applications.This PhD thesis details various ways to improve and use silicon nano-wires and nano-trees. The nanostructures have been subjected to a systematic optimization study, yielding a significant increase of the electrochemical performances of the electrodes, compared to previously published studies. In addition, surface functionalization using thin ALD alumina layers permitted a considerable increase of the supercapacitor voltage window and an improved electrochemical stability. Finally, “on-chip” nanostructure growth, and temperature stability studies of the device were conducted, opening a broad field of improvements and potential uses for these silicon nanostructures.Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage électrochimique de l’énergie ayant été récemment mis au point et possédant des performances intermédiaires entre les condensateurs diélectriques et les batteries. Leurs intéressantes valeurs de densité d’énergie et de puissance, conjuguées à leur excellente durée de vie et à leur miniaturisation facilité rendent ces composants prometteurs pour des micro-dispositifs électroniques, tels des micro-capteurs autonomes ou des implants médicaux.Le silicium nanostructuré par CVD a prouvé être un remarquable matériau d’électrode de supercondensateur, pour des applications miniaturisées, lors de récents travaux. L’excellent contrôle de la morphologie et des propriétés électroniques permis par la synthèse montante de nano-fils et nano-arbres de silicium, ainsi que la grande stabilité électrochimique et thermique de ce matériau font des nanostructures de silicium obtenues par synthèse montante une excellente plate-forme pour des micro-supercondensateurs.La présente thèse s’attache à explorer plusieurs voies d’amélioration et d’utilisation des nano-fils et nano-arbres de silicium. Une étude systématique de l’optimisation des nanostructures a été conduite, permettant d’améliorer largement les performances précédemment établies. Ensuite, une fonctionnalisation par des couches minces d’alumines utilisant la technique d’ALD a permis d’accroitre largement la plage de tensions d’utilisation des supercondensateurs, et d’augmenter leur stabilité électrochimique. Enfin, la croissance « sur-puce », ainsi que l’étude de la stabilité en température des dispositifs ont été effectuées, laissant entrevoir d’importantes perspectives d’applications

Holocene, contemporary and future fire regimes in the Northwest Territories, Canada

Le changement climatique affecte les écosystèmes forestiers boréaux par des modifications de la structure, de la composition, de la répartition et de la productivité de la végétation. Ces changements altèrent le fonctionnement interne des forêts en modifiant la dynamique des perturbations naturelles comme les feux, notamment leur fréquence et leur taille. Les événements météorologiques extrêmes des dernières décennies ont donné lieu à de très grandes superficies brûlées lors de certaines années, altérant les paysages forestiers, notamment ceux des latitudes nordiques du Canada. Les grands feux à l’origine de la majorité des superficies brûlées libèrent d’importantes quantités de carbone vers l’atmosphère et ils ont des conséquences sanitaires majeures pour les populations des communautés exposées. Ils limitent également la capacité des peuples autochtones à maintenir leurs activités traditionnelles en réduisant les services écosystémiques auxquels ils accèdent traditionnellement. Les projections climatiques suggèrent une multiplication des grands feux au cours des prochaines décennies, ce qui pourrait affecter davantage la forêt, le climat et les sociétés humaines. Cependant, les modèles restent incertains et des interrogations persistent, notamment sur la fréquence et l’ampleur des événements météorologiques extrêmes qui facilitent le déclenchement des grands feux de forêt. Cette thèse contribue à l’amélioration de notre compréhension des facteurs environnementaux qui ont déterminé la dynamique du régime des feux récent et passé dans la forêt boréale du nord-ouest canadien, dans le but de modéliser les interactions entre le climat, la végétation et les feux de forêt futurs. Ces informations aideront les gestionnaires et les communautés locales à anticiper le risque de feu futur en réponse au changement climatique, afin d’adapter les pratiques et les usages du territoire en conséquence pour limiter les effets potentiellement négatifs des grands feux de forêt. Le chapitre II de cette thèse a visé à reconstituer le régime des feux depuis 1965 sur le territoire du Peuple Tłı̨chǫ;, situé aux Territoires du Nord-Ouest (TNO) au Canada. Ce territoire a subi l’un des principaux grands feux de forêts enregistrés à l’échelle du Canada en 2014. Nous déterminons quelles conditions climatiques et écologiques majeures ont contribué au développement des saisons de feu extrêmes (EWY) durant les dernières décennies sur le territoire Tłı̨chǫ;, et nous vérifions que l’année 2014 faisait bien partie de ces EWY. Nous avons mis en évidence des seuils climatiques propices à l’occurrence des EWY, en fonction des températures et des indices de sécheresse de l’horizon organique du sol mesurés au cours de la saison de feu. L’objectif du chapitre III a été de reconstituer le régime des feux et la végétation du territoire Tłı̨chǫ; au cours de l’Holocène (11 700 ans) et de mettre en perspective nos résultats avec des reconstitutions du climat passé à l’échelle régionale afin de déterminer les principaux facteurs qui ont contrôlé l’occurrence et la taille des feux au cours du temps. Les reconstitutions paléoécologiques ont montré que les conditions chaudes et sèches, ainsi que la disponibilité en combustible et la composition des forêts, ont été les principaux facteurs ayant mené à de grands feux sévères à court et à long terme. Dans le chapitre IV, nous avons modélisé le risque de EWY futurs en fonction des projections de différents modèles climatiques couplés à deux scénarios de forçage radiatif (RCP4.5 et RCP8.5). Nous avons utilisé le modèle LPJ-LMfire afin de simuler la dynamique de la biomasse arborescente et du taux de brûlage au cours du XXIe siècle aux TNO et sur le territoire Tłı̨chǫ;. Les simulations issues du modèle LPJ-LMfire ont montré que les taux de brûlage futurs seront principalement modulés par l’augmentation des températures et l’évolution de la dynamique de la végétation, notamment de l’épinette noire.Climate change impacts the boreal ecosystem through modifications of vegetation structure, composition, distribution and productivity. These changes alter the internal functioning of forests by disrupting the dynamics of natural disturbances such as fire, notably their frequency and size. Extreme weather events in recent decades have resulted in very large areas burned during some years, altering forest landscapes at northern latitudes in Canada. Large fires accounting for the majority of burned areas release massive amounts of carbon into the atmosphere and have major health consequences for people in exposed communities. They also limit the ability of Indigenous people to maintain their traditional activities by reducing ecosystem services they traditionally access. Climate projections suggest that large fires may be increasingly frequent in the coming decades, which in turn could affect forests, climate, and human societies. However, models remain uncertain and questions persist, particularly about the frequency and magnitude of extreme weather events that facilitate the onset of large forest fires.This thesis contributes to improving our understanding of the environmental drivers that have determined the dynamic of recent and past fire regimes in the boreal forest of northwestern Canada, in order to predict the interactions between climate, vegetation and future wildfires. This information will help managers and local communities anticipate future fire risk in response to climate change, in order to adapt practices and land use accordingly to limit the potentially negative effects of large forest fires. Chapter II of this thesis aimed to reconstruct the fire regime since 1965 on the territory of the Tłı̨chǫ; First Nation in the Northwest Territories (NWT), in Canada. This territory experienced one of the largest forest fires across Canada in 2014. We determine the main climatic and ecological conditions having contributed to extreme wildfire seasons (EWY) during the past few decades on the Tłı̨chǫ; territory, and we verify that the year 2014 was one of those EWY. We fixed climatic risk thresholds conducive to EWY occurrence, based on temperatures and soil organic horizon dryness indices measured during the fire season. The objective of the chapter III was to reconstruct the fire regime and vegetation dynamics on the Tłı̨chǫ; territory during the Holocene (11,700 years) and to analyze our reconstructions with regards to past climatic conditions at regional scale, in order to determine the main drivers of fire occurrence and size over time. Historical reconstructions showed that warm and dry conditions, as well as fuel availability and forest composition, were the main drivers leading to large and severe wildfires in the short and long term. In chapter IV, we simulated the risk of future EWY based on projections from different climate models coupled with two radiative forcing scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). We used the LPJ-LMfire model to simulate the dynamics of tree biomass and burn rate over the 21st century in the NWT and the Tłı̨chǫ; territory. Model simulations showed that future burn rates will be primarily modulated by increasing temperatures and changing vegetation dynamics, particularly black spruce

Silicon nanostructures by catalyzed chemical growth : a platform for micro-supercapacitors applications

Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage électrochimique de l’énergie ayant été récemment mis au point et possédant des performances intermédiaires entre les condensateurs diélectriques et les batteries. Leurs intéressantes valeurs de densité d’énergie et de puissance, conjuguées à leur excellente durée de vie et à leur miniaturisation facilité rendent ces composants prometteurs pour des micro-dispositifs électroniques, tels des micro-capteurs autonomes ou des implants médicaux.Le silicium nanostructuré par CVD a prouvé être un remarquable matériau d’électrode de supercondensateur, pour des applications miniaturisées, lors de récents travaux. L’excellent contrôle de la morphologie et des propriétés électroniques permis par la synthèse montante de nano-fils et nano-arbres de silicium, ainsi que la grande stabilité électrochimique et thermique de ce matériau font des nanostructures de silicium obtenues par synthèse montante une excellente plate-forme pour des micro-supercondensateurs.La présente thèse s’attache à explorer plusieurs voies d’amélioration et d’utilisation des nano-fils et nano-arbres de silicium. Une étude systématique de l’optimisation des nanostructures a été conduite, permettant d’améliorer largement les performances précédemment établies. Ensuite, une fonctionnalisation par des couches minces d’alumines utilisant la technique d’ALD a permis d’accroitre largement la plage de tensions d’utilisation des supercondensateurs, et d’augmenter leur stabilité électrochimique. Enfin, la croissance « sur-puce », ainsi que l’étude de la stabilité en température des dispositifs ont été effectuées, laissant entrevoir d’importantes perspectives d’applications.Supercapacitors are electrochemical energy storage devices which have been recently developed, and possess intermediate performances between dielectric capacitors and batteries. These components exhibit interesting power and energy densities, combined with an exceptional cycle life and an easy miniaturization. Supercapacitors are thus envisioned as energy storage solutions for electronic micro-devices, such as autonomous micro-sensors or implantable medical devices.In recent studies, CVD nanostructured silicon proved to be an excellent electrode material candidate for micro-supercapacitor applications. Bottom-up synthesis allows an exceptional control of the morphology and electrical properties of the obtained silicon nano-wires and nano-trees. Moreover, the nanostructured electrodes possess superior electrochemical and temperature stability. These arguments lead to consider silicon as an excellent platform for micro-supercapacitors applications.This PhD thesis details various ways to improve and use silicon nano-wires and nano-trees. The nanostructures have been subjected to a systematic optimization study, yielding a significant increase of the electrochemical performances of the electrodes, compared to previously published studies. In addition, surface functionalization using thin ALD alumina layers permitted a considerable increase of the supercapacitor voltage window and an improved electrochemical stability. Finally, “on-chip” nanostructure growth, and temperature stability studies of the device were conducted, opening a broad field of improvements and potential uses for these silicon nanostructures

On ship integration of High-performance Micropseudocapacitors based on Silicon nanotrees coated by transition metal oxides and high-k dielectrics

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