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Hdr Année : 2016

Ion irradiation and matter self-organization

Irradiation ionique et auto-organisation de la matière

Olivier Plantevin
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 885527

Résumé

The topics adressed in this manuscript deal with different uses of ion irradiation techniques for structuring and functionalizing materials. Two examples are more specifically addressed : semiconductor nanostructuration through surface self-organization process, and ordering magnetic FePt alloys, of interest for instance in magnetic data storage. New research ways address modern problems related to materials for solar energy These issues are explored with the help of optical spectrometry and ion irradiation. Firstly we studied silicon heterojunction solar cells and worked out the crystalline silicon surface passivation issue. Using ion irradiation, we introduce on purpose defects at the amorphous/crystal interface for studying the degradation of the electronic properties. We observed that moderate annealing after ion irradiation allows an improved robustness of the passivation up to 400°C. Another topic will concern defects engineering in hybrid perovskite materials with a double goal : a better understanding of the luminescence intrinsic mechanisms, intimately related to electronic processes, as well as a possible electronic doping effect through the control of point defects concentration. Therefore, my future research activities will concern the impact of defects on electronic properties and their contribution to materials science. The favored tools for that purpose will be ion irradiation and photoluminescence spectroscopy
Les thématiques abordées dans ce mémoire concernent différentes utilisations de l’irradiation ionique pour la structuration et la fonctionnalisation des matériaux. Deux exemples sont plus particulièrement développés : nanostructuration des semi-conducteurs, en particulier du silicium, par auto-organisation de surface, et mise en ordre d’alliages magnétiques FePt, d’intérêt par exemple pour le stockage magnétique de l’information. Des perspectives sont dessinées autour de la spectrométrie optique et de l’irradiation ionique à travers des thématiques très actuelles concernant les matériaux pour l’énergie solaire photovoltaïque. Nous nous sommes intéressés aux cellules solaires à hétérojonction a-Si :H/c-Si et à la question de la passivation de surface du silicium cristallin que nous avons pu aborder sous l’angle de l’irradiation ionique. Nous introduisons délibérément des défauts à l’interface amorphe/cristal pour étudier la dégradation des propriétés électroniques des cellules. Nous avons pu mettre en évidence un effet intéressant des recuits à température modérée (250-400°C) qui permettent d’améliorer la passivation du c-Si et sa tenue en température. Une autre approche concerne l’ingéniérie des défauts dans les perovskites hybrides avec un double objectif : une meilleure compréhension des mécanismes intrinsèques de luminescence, et donc des propriétés électroniques, ainsi qu’un possible effet de dopage électronique de ces matériaux. L’orientation qui se dessine donc pour mes futures activités de recherche concernera le rôle des défauts et leur apport en science des matériaux. Les outils privilégiés seront l’irradiation ionique et la spectrométrie de photoluminescence.
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Dates et versions

tel-01346448 , version 1 (19-07-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01346448 , version 1

Citer

Olivier Plantevin. Irradiation ionique et auto-organisation de la matière. Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]. Université Paris-Sud, 2016. ⟨tel-01346448⟩
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