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Groupe d'Etude de la Matière Condensée (GEMaC), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - CNRS

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GEMAC > Recherche > DIAM

Equipe diamant pour l'électronique (DIAM)

Présentation des thématiques de recherche

Diamant



Connu surtout comme pierre précieuse, le diamant est un matériau qui possède un ensemble exceptionnel de propriétés physiques. A ce jour, on trouve déjà sur le marché différents produits de haute technologie à base de diamant synthétique : outils de découpe et de polissage, détecteurs de rayonnements, purificateurs d’eau par voie électrochimique, etc.
 
Le diamant n’en est encore qu’au stade des recherches de laboratoire comme matériau semiconducteur pour l’électronique. Compte tenu de la valeur élevée de sa bande interdite (5.46 eV indirecte), le diamant non dopé peut rester isolant à très haute température. Avec son champ de claquage record (>10 MV/cm), le diamant supporte les très hautes tensions. De plus, la chaleur dissipée dans les composants s’évacue facilement grâce à une conductivité thermique exceptionnelle (5 fois celle du cuivre). A cela s’ajoutent des porteurs de charge avec de très hautes mobilités (> 3000 cm2/Vs pour les électrons et les trous). Tous ces atouts font que le diamant est actuellement considéré comme le semiconducteur ultime pour l’électronique, et pour l’électronique de puissance en particulier.
 
Plusieurs obstacles restent pourtant à franchir si l’on souhaite exploiter les potentialités du diamant en électronique. La maîtrise de la conductivité électrique par l'ajout d'impuretés dopantes est un verrou majeur du développement de l'électronique tout diamant. La fabrication de diamants de grande taille et de faible densité de défauts en est un autre.
 
Depuis 1997, l’équipe « diamant pour l’électronique » travaille à lever ces verrous avec des recherches centrées sur la physique des défauts et impuretés dans le diamant. La thématique phare de l’équipe porte actuellement sur le dopage, avec la fabrication et l’étude des couches minces de diamant de type n dopé au phosphore.

Semiconducteurs 2D



Découverts peu après le graphène (Prix Nobel 2010), les semiconducteurs de cristaux bidimensionnels (2D) ouvrent des perspectives originales pour la physique et ses applications. Les propriétés optiques du nitrure de bore hexagonal, de grande bande interdite (~6.4 eV), sont également étudiées dans l'équipe depuis 2007.
 

Dernière mise à jour de cette page : 12 janvier 2018


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