Nitrure d'indium

Le nitrure d'indium est semiconducteur de la famille III-V, tout comme le nitrure d'aluminium et le nitrure de gallium. Les semiconducteurs III-V connaissent un intérêt grandissant dans le monde scientifique pour plusieurs raisons

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Composé de l'indium - Nitrure - Matériau semi-conducteur - Semi-conducteur - Micro-électronique - Électronique

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Nitrure d'indium
Nitrure d'indium
Général
Nom IUPAC Nitrure d'indium
No CAS 25617-98-5
No EINECS 247-130-6
SMILES
InChI
Propriétés chimiques
Formule brute InN  [Isomères]
Masse molaire 128, 825 ± 0, 003 g·mol⁻¹
In 89, 13 %, N 10, 87 %,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le nitrure d'indium (InN) est semiconducteur de la famille III-V, tout comme le nitrure d'aluminium (AlN) et le nitrure de gallium (GaN). Les semiconducteurs III-V connaissent un intérêt grandissant dans le monde scientifique pour plusieurs raisons

Ces matériaux sont essentiellement utilisés dans les cellules photovoltaïques et dans les systèmes optoélectroniques tels que les diodes électroluminescentes (DEL en français ou LED en anglais pour Light Emitting Diode). L'AlN, le GaN et InN possèdent respectivement des énergies de bandes interdites de 6, 2 eV[1], 3, 4 eV[2] et ∼0, 7 eV[3].

Cependant, comme nous allons le voir, le nitrure d'indium reste marginalisé.

Un matériau III-V étrange

Un matériau marginalisé

Tandis que l'AlN et le GaN sont des matériaux désormais bien connus, ce n'est pas le cas de l'InN tandis qu'il est membre de la même famille III-V. On estime les connaissances au sujet de l'InN équivalentes à celles du GaN il y a dix ans ! Il faut savoir qu'actuellement l'InN est créé par épitaxie par jets moléculaires. Or on rencontre de nombreuses difficultés de croissance [4], [5], [6], [7], [8], [9] :

Un matériau III-N anormalement conducteur

Les études sur l'InN ont révélé une conductivité anormalement élevée[10]. Deux hypothèses ont été émises pour expliquer cette conductivité : une oxydation ou un phénomène de courbures de bandes. Chaque hypothèse ayant pour conséquence une accumulation d'électrons en surface. Pour l'instant, la piste de la courbure de bande est de loin la plus probable. En 2001, W. Waluckiewicz[11] a introduit un modèle faisant appel à l'énergie de stabilisation de Fermi qui relie les défauts de surface au phénomène d'ancrage (pinning) du niveau d'énergie de Fermi à la surface des semiconducteurs.

Propriétés principales de l'InN

Propriétés cristallographiques

Polarités des faces

Origine de la polarisation

N-face et In-face

Propriétés optiques

Structure de bandes

Variation de l'énergie de bande interdite avec la température

Nanocolonnes d'InN

Applications technologiques

En combinant du Ga, In et Indium, on peut obtenir une bande interdite variant de 0.7 à 3, 4 eV. Cette gamme d'énergie couvre le spectre visible. De plus l'énergie de bande interdite est directe. Ce matériau est par conséquent parfait pour l'élaboration de cellules photovoltaïques. Pour ces mêmes raisons, on utilise aussi l'indium dans le composé ternaire InGaN pour la réalisation de diodes électroluminescentes.

Notes et références

  1. ↑ [But05] : K. S. A. Butcher et T. L. Tansley, Superlattices and Microstructures 38, 1 (2005)
  2. ↑ [But05]
  3. ↑ [Lan07] : Languy Fabian mémoire de physique sur la haute conductivité de l'InN
  4. ↑ [Lan07]
  5. ↑ J. Grandal et M. A. Sánchez-García, Journal of Crystal Growth 278, 373 (2005)
  6. ↑ T. Yodo, H. Yona, H. Ando, D. Nosei et Y. Harada, Appl. Phys. Lett. 80, 968 (2002)
  7. ↑ M. Higashiwaki et T. Matsui, Journal of Crystal Growth 251, 494 (2003)
  8. ↑ I-h. Ho et G. B. Stringfellow, Appl. Phys. Lett. 69, 2701 (1996)
  9. ↑ S. X. Li, K. M. Yu, J. Wu, R. E. Jones, W. Walukiewicz, J. W. Ager III, W. Shan, E. E. Haller, Hai Lu, William J. Schaff, Physica B 376, 432 (2006)
  10. ↑ M. Higashiwaki et T. Matsui, Journal of Crystal Growth 252, 128 (2003)
  11. ↑ W. Walukiewicz, Physica B 302-303, 123 (2001)

Voir aussi

Liens et documents externes

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