Synthèse par ablation laser de couches minces de dioxyde de vanadium dopées à l'azote et de couches épitaxiées de VO2 sur silicium par oxydation du nitrure de vanadium.

Mohamedou, Mohamed Lemine (2023). Synthèse par ablation laser de couches minces de dioxyde de vanadium dopées à l'azote et de couches épitaxiées de VO2 sur silicium par oxydation du nitrure de vanadium. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'énergie et des matériaux, 75 p.

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Résumé

Le dioxyde de vanadium (VO2) a été étudié par de nombreux chercheurs en raison de sa remarquable transition de phase de l’état isolant à l’état métallique qui se produit sur une échelle de temps subpicoseconde. Il présente une température de transition (TIMT) d’environ 68 °C. Pour le développement des dispositifs thermochromiques à base de VO2, une température TIMT voisine de la température ambiante est souhaitable. Par ailleurs, l’amélioration de la cristallinité des couches minces de VO2 sur des substrats de silicium nécessite une croissance épitaxiale. Le premier objectif de ce travail de maîtrise fut d’étudier l’effet du dopage à l’azote sur les propriétés électriques et optiques de couches minces polycristallines de VO2 déposées par ablation laser pulsée (PLD). Un faible dopage de 0,7 at. % a été obtenu, induisant une diminution remarquable de TIMT, jusqu’à 50 °C, avec un contraste électrique ΔR et un contraste optique ΔA légèrement réduits. Le second objectif fut de produire par PLD des couches minces de VO2 épitaxiées sur des substrats de silicium par l’oxydation du nitrure de vanadium (VN). Les propriétés électriques et optiques de ces couches minces sont significativement meilleures que celles des couches minces polycristallines de VO2.

Vanadium dioxide (VO2) has been studied by many researchers because of its remarkable phase transition from the insulating state to the metallic state, which occurs on a subpicosecond time scale. It has a transition temperature (TIMT) of about 68 °C. For the development of VO2-based thermochromic devices, a TIMT temperature near room temperature is desirable. Moreover, the improvement of the crystallinity of VO2 thin films on silicon substrates requires epitaxial growth. The first objective of this work was to study the effect of nitrogen doping on the electrical and optical properties of polycrystalline VO2 thin films deposited by pulsed laser ablation (PLD). A low doping of 0.7 at. % was obtained, inducing a remarkable decrease in TIMT, namely 50 °C, with a slight decrease of the electrical ΔR and optical ΔA contrasts. The second objective was to produce by PLD VO2 thin films epitaxial on silicon substrates via the oxidation of vanadium nitride (VN). The electrical and optical properties of these thin films are significantly better than those of polycrystalline VO2 thin films.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Chaker, Mohamed
Mots-clés libres:	Dioxyde de vanadium ; Nitrure de vanadium ; oxydation ; ablation laser pulsée ; croissance épitaxiale ; couche mince ; dopage ; Vanadium dioxide ; Vanadium nitride ; oxidation ; pulsed laser ablation ; epitaxial growth ; thin film ; doping
Centre:	Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt:	19 déc. 2023 20:06
Dernière modification:	19 déc. 2023 21:04
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/13806

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