Self-assembled InAs quantum dots grown on InP (3 1 1)B substrates: Role of buffer layer and amount of InAs deposited

International audienceThe formation of InAs quantum dots by Stransky–Krastanow method on (3 1 1)B InP substrates has been studied. On Al0.48In0.52As alloy lattice matched on InP, large changes of the quantum dot structural characteristics have been observed as a function of the amount of InAs deposited and of the arsenic pressure during the InAs quantum dot formation. Small quantum dots (minimum diameter=20 nm) in very high density (1.3×1011 quantum dots per cm2) have been achieved in optimized growth conditions. These results are interpreted from the strong strain field interaction through the substrate at high density and from the InAs surface energy evolutions with the Arsenic pressure. The effect on quantum dot characteristics of the arsenic pressure during the growth of Al0.48In0.52As buffer layers has also been investigated. Despite the importance of this parameter on the Al0.48In0.52As clustering, weak changes have been observed

Thermal conductivity of InAs quantum dot stacks using AlAs strain compensating layers on InP substrate

International audienceThe growth and thermal conductivity of InAs quantum dot (QD) stacks embedded in GaInAs matrix with AlAs compensating layers deposited on (1 1 3)B InP substrate are presented. The effect of the strain compensating AlAs layer is demonstrated through Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray diffraction structural analysis. The thermal conductivity (2.7 W/m K at 300 K) measured by the 3ω method reveals to be clearly reduced in comparison with a bulk InGaAs layer (5 W/m K). In addition, the thermal conductivity measurements of S doped InP substrates and the SiN insulating layer used in the 3ω method in the 20-200 °C range are also presented. An empirical law is proposed for the S doped InP substrate, which slightly differs from previously presented results

Structural and optical analyses of GaP/Si and (GaAsPN/GaPN)/GaP/Si nanolayers for integrated photonics on silicon

International audienceWe report a structural study of molecular beam epitaxy-grown lattice-matched GaP/Si(0 0 1) thin layers with an emphasis on the interfacial structural properties, and optical studies of GaAsP(N)/GaP(N) quantum wells coherently grown onto the GaP/Si pseudo substrates, through a complementary set of characterization tools. Room temperature photoluminescence at 780 nm from the (GaAsPN/GaPN) quantum wells grown onto a silicon substrate is reported. Despite this good property, the time-resolved photoluminescence measurements demonstrate a clear influence of non-radiative defects initiated at the GaP/Si interface. It is shown from simulations, how x-ray diffraction can be used efficiently for analysis of antiphase domains. Then, qualitative and quantitative analyses of antiphase domains, micro-twins, and stacking faults are reported using complementarity of the local transmission electron microscopy and the statistical x-ray diffraction approaches

Émission de boites quantiques au delà de 1.55 µm

National audienc

PHOTOCURENT SPECTROSCOPY OF InAs/GaInAsP(Q1.18) QUANTUM DOTS

We present photocurrent measurements of InAs/InGaAsP (Q1.18) quantum dots embedded in a PIN diode grown on InP(311)B substrates. From the room temperature spectrum we deduce the fundamental E0 = 0.8eV and first excited E1 = 0.83eV energy levels of the dots. These energy levels are consistent with photoluminescence (PL) spectroscopy measurements E0=0.82eV. They are in good agreement with numerical simulations. Liquid nitrogen temperature measurements give E0=0.84eV and E1=0.895eV in agreement with PL measurements. Electroluminescence study correlates these results. Absorption coefficient was extracted from PC

Influence des paramètres de croissance de l'homoépitaxie silicium par UHV- CVD sur la reconstruction de surface du silicium

International audienceLe développement de composants III-V monolithiquement intégrés sur silicium nécessite la maitrise des défauts cristallins générés à l’interface III-V/Si. La qualité de la surface du substrat de silicium et la structuration des dimères de silicium semblent jouer un rôle prépondérant dans la formation de certains défauts cristallins, tels que les parois d’antiphase. Nous verrons que la préparation de surface du substrat de silicium ainsi que l’épitaxie d’un buffer de silicium par UHV-CVD sont indispensables pour contrôler les défauts générés à l’interface III-V/Si. Après une présentation de l’équipement UHV-CVD et de ses possibilités, nous montrerons l’influence des paramètres de croissance sur le réarrangement des dimères de silicium en surface. Nous verrons qu’il est possible de favoriser la formation de marches monoatomiques ou biatomiques, selon la désorientation du substrat. Nous présenterons également des essais d’optimisation de dopage d’homoépitaxies silicium, en vue de la réalisation de jonction P-N silicium

InAs nanostructures on InP(100) for long wavelength (1.5-2.1µm) optoelectronic applications

International audienc

EQUIPEX NANOFUTUR : IMPLANTATION D'UN CLUSTER DE CROISSANCE POUR LES MATÉRIAUX ET COMPOSANTS III-V EPITAXIES A L'INSTITUT FOTON

National audienceLes équipements existants et à venir de l’équipe Epitaxie de l’institut FOTON à Rennes créent un outil unique qui associe trois bâtis de dépôt, une chambre de préparation de surface de silicium et une valise de transfert, l’ensemble interconnecté par un tunnel sous ultra vide.Dans un contexte où la physique fondamentale, ainsi que la fonctionnalité des dispositifs pour l’énergie et l’électronique/optique, entre autres, ne sont plus dictés par les propriétés de matériaux massifs, mais par les propriétés de surface et d'interface. Les matériaux, leurs surfaces et interfaces peuvent être synthétisés, contrôlés et caractérisés in situ dans un environnement ultra-vide.Dans cette contribution, nous présentons une partie du projet d’implantation nommé Equipex Nanofutur qui a permis à l’institut FOTON de développer son parc instrumental.Le cluster est articulé le long d’un « pipeline » linéaire sous ultra vide où les échantillons sont transportés à l’aide de caissettes sur lesquelles il est possible de charger des porte-échantillons de 4 pouces de diamètre. Par le biais de cannes de transfert, les échantillons de trois pouces (ou plaquettes de type omicron) peuvent être transférés vers et depuis les différentes enceintes. De cette manière, 3 chambres de croissance (Gaz Source MBE, Solid Source MBE et UHVCVD) et 1 chambre de préparation de surface sont connectées entre elles. Ainsi, des filmssynthétisés peuvent être transportés vers et depuis l’une et l’autre des chambres de croissance dans un environnement ultra vide de 10-10 Torr. Ce qui permet une protection optimale de l'oxydation ou d'autres modifications structurales ou chimiques liées à l'atmosphère. Les semi-conducteurs de la filière Si, InP et GaP peuvent être ainsi réalisés afin de créer des échantillons multi-matériaux à l'échelle atomique ou des hétérostructures complexes.Les activités du laboratoire, internationalement reconnues dans le domaine des émetteurs InP comme sources laser V(E)CSEL [1], de l’étude des défauts cristallins de GaP/Si (001) [2] ou encore les cellules solaires tandem [3] offrent une opportunité de croissances épitaxiales de structures III-V (ternaires, quaternaires) sur wafer de Silicium parfaitement contrôlées. Les récents résultats du groupe rennais encrent la dynamique dans ces diverses thématiques de recherche et ce nouvel équipement ouvre de nouvelles perspectives significatives notamment en termes d’épitaxie hétérogènes, d’hybridation et de reprises de croissance.En conclusion, cet outil ne donne pas seulement accès à une plate-forme articulée autour d’enceintes de croissance épitaxiales et de préparation de surface, mais il permettra également le développement de collaborations -par le biais du réseau Renatech du CNRS dont la plateforme technologique NanoRennes fait partie- et le transfert d’échantillons vers et depuis les grands instruments.[1] C. Paranthoen et al, IEEE Photon. Technol. Lett. 33, 59 (2021)[2] T. Quinci et al, Journal of Crystal Growth 380, 157-162 (2013)[3] N. Barreau et al, EPJ Photovoltaics 13, 17 (2022

Thermoelectric properties of InAs/InP nanostructures

International audienc