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Univ. Paris-Saclay

Faits marquants scientifiques 2021

04 juillet 2021

C'est auprès du grand instrument européen "Grand Accélérateur National d’Ions Lourds – Ganil" implanté à Caen, que les chercheurs de l'Iramis-Cimap explorent les effets de l'irradiation par des ions lourds sur les matériaux. Ces effets doivent en effet être maitrisés pour l'utilisation de ces matériaux en milieu hostile (nucléaire, ou spatial…), et ils peuvent aussi offrir de nouvelles possibilités pour façonner la matière à l'échelle nanométrique. Cette recherche, au cœur des compétences du CEA, concerne de multiples applications, en particulier des dispositifs électroniques : capteurs, électronique très haute fréquence, opto-électronique, LEDs… Parmi ces dispositifs, on note ceux élaborés à partir de nitrure de gallium (GaN) semiconducteur intrinsèque, mais ce composé est cependant connu pour être peu sensible aux rayonnements ionisants.

Une description fine des défauts formés dans le GaN sous irradiation par les ions lourds rapides du GANIL a été obtenue en combinant expérience et simulation grâce à une collaboration entre le CIMAP de Caen, l’IPFN de Lisbonne et l’Université d’Helsinki. Les traces latentes formées sous irradiation sont constituées de poches amorphes et de bulles de N2 qui induisent des contraintes locales. Il est ensuite montré qu’à haute fluence le niveau de dommages attendu est pourtant considérablement réduit, en raison de la recristallisation qui se produit avec le chevauchement des traces latentes, aussi bien dans les zones amorphisées que celles partiellement désordonnées. Ainsi, l'extraordinaire résistance à l'irradiation aux ions lourds du GaN est mise en évidence et expliquée, ce qui permet de le préconiser pour un usage potentiel en environnement radiatif intense ou encore comme couche mince dans les procédés d'élaboration de composants.

 

06 avril 2021
Des chercheurs des équipes Nanoélectronique et Modélisation et Théorie du SPEC, en collaboration avec des expérimentateurs du NTT-BRL et du NIMS (Japon) et des théoriciens du KAIST (Corée), ont mis au point de nouveaux séparateurs accordables d'ondes électroniques au sein du graphène, dont le principe utilise ses symétries cristallines. En utilisant ces séparateurs de faisceau, les chercheurs montrent qu'il est possible de réaliser l'analogue électronique d'un interféromètre optique de type Mach-Zehnder, dont la transmission des séparateurs peut être ajustée. L'analyse des interférences quantiques électroniques observées montre que le graphène pourrait être utilisé pour réaliser des circuits quantiques complexes avec l'avantage d'un très haut degré de robustesse à la décohérence.

 

 

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