Laboratoire de Photonique et de Nanostructures
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Physics and Technology of Nanostructures > Epitaxial Growth of 2 DEGs: III-V Heterostructures and Graphene
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2DEG

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Action 2DEG

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A large number of investigations are made possible thanks to high-mobility two-dimensional electron gases (2 DEGs). The very large mean-free paths of the electrons in these structures makes it possible to study the extremely rich physics when dimensionality, interactions and disorder all play a role. They are also suitable for new electronics using ballistic electron propagation. In the group of PhyNano we develop such two-dimensional electron gases for a wide range of studies, using molecular beam epitaxy (MBE) for GaAs/AlGaAs heterostructures and anataxial growth of graphene (high temperature sublimation of silicon from SiC).

This action has two main parts:

relax Elaboration and physics of 2 DEGs
dcb Étude de la croissance EJM par microscopie à effet tunnel
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Puce Membres

Contacts

 Cavanna Antonella  (+33) 1 69 63 60 61  
 Etienne Bernard  (+33) 1 69 63 61 98  
 Gennser Ulf  (+33) 1 69 63 61 31  
 Ouerghi Abdelkarim  (+33) 1 69 63 61 11  

Et aussi...

 Largeau Ludovic  (+33) 1 69 63 61 74  
 Voisin Paul  (+33) 1 69 63 61 93  
 Ridene Mohamed  (+33) 1 69 63 61 08  
 Kazazis Dimitris  (+33) 1 69 63 61 16  
 Velez Emilio  (+33) 1 69 63 60 86  

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Puce Publications

Publications dans des journaux
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Puce Contrats et projets

    Puce ANR non thématiques

      SUPERTRAMP : Au delà du graphène : Dopage, supraconductivité et transitions de phase en 2D

      Référence de contrat : ANR BLANC
      Responsable(s) LPN : Abdelkarim Ouerghi
      Principaux objectifs : Ce projet de recherche s'intéresse à la possibilité d'induire des transitions métal-isolant ou métal-supraconducteur par dopage dans des couches ultrafines- jusqu'à la monocouche atomique- où des instabilités de charge et les singularités électroniques sont souvent exacerbées.Ce projet de recherche s'intéresse à la possibilité d'induire des transitions métal-isolant ou métal-supraconducteur par dopage dans des couches ultrafines- jusqu'à la monocouche atomique- où des instabilités de charge et les singularités électroniques sont souvent exacerbées. (2011-2014)

      Migraquel : Electronique Quantique Microonde au Graphène

      Référence de contrat : ANR BLANC
      Responsable(s) LPN : Abdelkarim Ouerghi
      Principaux objectifs : Ce projet de recherche fondamentale s'intéresse aux propriétés dynamiques des fermions de Dirac dans le graphène qui est le matériau semi-métallique modèle pour cette physique. Le but du projet est d'exploiter ces propriétés pour réaliser des dispositifs d'électronique quantique novateurs centrés autour d'une architecture de type transistor. (2010-2013)

      Quantherm : Mesure de signatures thermiques de cohérence quantique

      Référence de contrat : ANR blanc 2008
      Responsable(s) LPN : Ulf Gennser
      Principaux objectifs : L’objectif de ce projet est la mise en évidence expérimentale des modifications des propriétés thermiques de nano-objets annulaires mésoscopiques (métalliques et semiconducteurs (III-V)) en présence de cohérence de phase électronique. L’expérience centrale que nous souhaitons réaliser est la mesure de variations de la chaleur spécifique en fonction du flux magnétique sur deux systèmes complémentaires : des anneaux d’argent et des gaz d’électrons bidimensionnel en GaAs/AlGaAs. (2008-2011)

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    Puce ANR PNANO

      THINQE_PINQE : Emetteurs quantiques THz sans inversion de population basés sur les polaritons intersousbandes

      Référence de contrat : ANR PNANO 2009
      Responsable(s) LPN : Ulf Gennser
      Principaux objectifs : : The general context of the project is the tailoring of the light-matter interaction in semiconductor structures for the realization of efficient mid-infrared and THz optoelectronic emitters. The basic idea of the project is to implement novel optoelectronic emitters operating in the strong coupling regime between an intersubband excitation of a two-dimensional electron gas and a microcavity photon mode. The devices that will be designed, realized and characterized in this project will take advantage of the fundamental properties of intersubband polaritons. The modification of the characteristic time for the light-matter interaction in the strong coupling regime will allow us to increase the quantum efficiency of THz light emitting devices. The second property that we will exploit is the fact that, under certain conditions, intersubband polaritons have a bosonic character; as a consequence they can undergo stimulated scattering. We propose to use this property to realize mid-infrared and THz lasers, working without population inversion. Finally, the dispersion of THz intersubband polaritons will allow us to obtain emitters at frequencies lower than 1 THz, approaching the microwave range. (2009-2011)

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    Puce Projets Incitatifs du Ministère de la Recherche

      NanoHall : Fabrication, étude et validation de capteurs de Hall submicroniques faible bruit

      Référence de contrat : ACN
      Coordinateur, Partenaire(s) : C. Chaubet (Universite De Technologie De Troyes )
      Responsable(s) LPN : Ulf Gennser, Dominique Mailly, Giancarlo Faini
      Principaux objectifs : Ce projet vise à la mise au point d'une famille de capteurs magnétiques à effet Hall basés sur des hétérostructures à puits quantiques (2004-2007)

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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat


  • Etude par EJM et STM en UHV de l'organisation surfacique d'atomes In et Ga sur une surface vicinale (001) présentant un réseau peu désordonné de marches biatomiques. Application aux hétérostructures 2D et 1D

  • A. Ouerghi-(2005-09-01 / 2006-08-31)
    Contact : B. Etienne
    Groupe : Physique et Technologie des Nanostructures (PHYNANO)
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    Nous avons étudié l’optimisation du mouillage d’une couche atomique InAs épitaxiée par EJM sur GaAs(001). Grâce à l’utilisation jointe des images de diffraction RHEED et des mesures stm de l’organisation des atomes nous avons obtenu des conditions de mouillage parfait, alors que les données de la littérature montrent une forte fragmentation de la couche d’InAs. En insérant une telle couche dans le canal d’une hétérojonction Al.3Ga.7As/ GaAs à modulation de dopage, nous avons obtenu sur substrat GaAs des 2DEG de densité ns >1.2x1012 cm-2 n’ayant qu’une seule sous-bande électronique peuplée. Cette valeur est 2 fois plus élevée que dans une hétérostructure standard sans insertion d’InAs. Avant l’ouverture du bâti d’épitaxie, nous n’avons pas encore abordé, l’étude de l’organisation surfacique hétéroépitaxiale de l’InAs par les lisières des marches périodiques d’un substrat vicinal. Nous avons par contre démontré l’efficacité d’une méthode simple et immédiate pour distinguer sur une topographie STM les régions GaAs de celles d’InAs en cas de dépôt d’une fraction de monocouche d’InAs sur la surface

  • Developing semiconductor nanostructures for electrical transport

  • D. Kazazis-(2009-09-28 / 2013-12-31)
    Contact : U. Gennser
    Groupe : Physique et Technologie des Nanostructures (PHYNANO)
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Thèse


  • Etude des interfaces semiconducteurs/supraconducteur mésoscopiques

  • S. Boulay-(2002-10-01 / 2005-10-01)
    Contact : D. Mailly , P. Roche
    Groupe : Physique et Technologie des Nanostructures (PHYNANO)
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    Thèse de Doctorat - Il s'agit de l'étude du transport balistique et cohérence de phase dans des jonctions hybridesGaAlAs/supraconducteur : fabrication d'un contact ohmique supraconducteur sur un 2DEG, étude de la réfexion d'Andréev cohérente, corrélation du bruit.

  • Cohérence de phase dans des réseaux balistiques

  • J. Dufouleur-(2003-09-01 / 2006-09-01)
    Contact : D. Mailly
    Groupe : Physique et Technologie des Nanostructures (PHYNANO)
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    Thèse de Doctorat - Fabrication de réseaux balistiques dans des gaz d'électrons bidimensionnels. Etude des effets de cohérence de phase et d'interaction électron-électron par mesure de transport à très basse température.

  • Transport dépendant du spin dans les hétérostructures 2D

  • Q.-T. Nguyen-(2003-10-01 / 2006-09-30)
    Contact : D. Mailly , P. Voisin
    Groupe : Physique et Technologie des Nanostructures (PHYNANO)
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    Thèse de Doctorat

Stage

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