Les micro-LEDs à base de GaN, candidates idéales pour des applications en réalité augmentée ou en communications visibles haut débit, présentent une perte d’efficacité à petite échelle. Cette baisse est principalement due à des défauts sur les flancs des LEDs, induits par la gravure sèche des structures. À faible courant d’injection, des études récentes révèlent que les fuites de porteurs sur ces flancs, tout comme les défauts non radiatifs de surface, dégradent significativement l’efficacité. Une méthode conventionnelle pour atténuer ces pertes consiste à graver la zone endommagée des LEDs avec une solution de KOH, suivie d’une encapsulation par un oxyde. Bien que cette approche améliore les performances, elle ne permet pas d’atteindre une optimisation complète.

Dans le cadre de ce stage, nous proposons d’explorer l’utilisation d’une gravure électrochimique photo-assistée, contrôlée avec précision. Cette méthode présente l’avantage d’une sélectivité basée sur le bandgap : seules les couches absorbant la lumière illuminant l’échantillon sont gravées. Elle permet ainsi de structurer des matériaux comme le GaN, généralement assez inertes aux méthodes de gravure chimiques, et d’optimiser les performances des micro-LEDs de très petite taille (< 10 µm).

Nous rejoindre, pour quoi faire ?

En tant que stagiaire, la première étape consistera à adapter un banc d’électrochimie existant avec différentes sources lumineuses, afin de contrôler finement la gravure chimique des structures LED.

À partir d’une épi-structure LED, des coupons seront prélevés pour mener une étude paramétrique de la gravure. Ce travail impliquera la variation de plusieurs paramètres, tels que : la longueur d’onde appliquée, le flux lumineux, la concentration de l’électrolyte, la tension appliquée, etc…

Les résultats seront analysés par microscopie optique et électronique.

Étant donné que la gravure photoélectrochimique dépend fortement de la structure de bande de la LED, des simulations de structures de bande seront réalisées pour comprendre les mécanismes d’absorption et la localisation des trous responsables de la gravure.

Enfin, si le temps le permet, un lot de micro-LEDs sera fabriqué pour tester cette nouvelle approche de guérison des effets de bords.

Qu'attendons-nous de vous ?

Vous préparez actuellement un diplôme de niveau M2 en science des matériaux et/ou en électrochimie.

Vous souhaitez développer vos compétences et acquérir une expérience pratique dans le domaine de l’électrochimie, des semi-conducteurs, des dispositifs opto-électroniques, des caractérisations structurales…

Connaissances souhaitables : logiciel EC-lab, microscopie électronique à balayage (SEM), travail de laboratoire (paillasse de chimie) ...

Vous avez encore un doute ? Nous vous proposons :

• Un cadre de recherche unique, dédié à des projets ambitieux au service des grands enjeux sociétaux

• Un environnement de travail high-tech et des équipements de recherche à la pointe de l’innovation

• Un campus au cœur de la métropole, facilement accessible en mobilité douce

• Une participation aux frais de restauration, de transport et de logement (sous conditions)

• Des encadrants bienveillants, passionnés et ayant l’envie de transmettre

• Une politique diversité et inclusion

• De réelles opportunités de carrière à l’issue de votre stage

Tous nos postes sont ouverts aux personnes en situation de Handicap. La Mission Handicap du CEA vous accompagne et met en place les aménagements nécessaires à vos besoins spécifiques.