Etude par photoémission d’interfaces métal / oxyde et métal / semiconducteur élaborées par épitaxie par jets moléculaires

La recherche d’une miniaturisation toujours plus poussee des dispositifs en micro- et opto- electronique a participe au developpement des nanotechnologies. A l’echelle nanometrique, la densite des interfaces augmente enormement leur conferant un role crucial dans les performances des dispositifs. Dans cette these, l’interet a ete porte sur les interactions aux interfaces entre materiaux heterogenes lors des premiers stades de leur croissance par epitaxie par jets moleculaires. Chaque chapitre est dedie a l’etude d’une interface specifique dans le cadre des recherches menees par l’equipe Heteroepitaxie et Nanostructures de l’Institut des Nanotechnologies de Lyon. Deux approches complementaires pour l’integration monolithique du semiconducteur III-V GaAs sur silicium ont ete etudiees: les nanofils de GaAs sur Si(111) et la recherche d’une phase Zintl pour la croissance bidimensionnelle (2D) de GaAs sur un substrat SrTiO3/Si(100). Pour ce qui concerne la croissance des nanofils de GaAs, l’etude par spectroscopie de photoemission de l’interface entre le gallium, en tant que catalyseur, et le substrat de silicium (111) recouvert de silice a montre qu’une reaction d’oxydoreduction entre les deux materiaux a lieu et est dependante de la temperature pendant la croissance. Ensuite, le mecanisme d’encapsulation / desencapsulation par l’arsenic necessaire a la protection des nanofils de GaAs lors des transferts, a ete etudie structurellement en temps reel grâce a la microscopie electronique en transmission. Enfin, la croissance d'une demi-coquille metallique sur les nanofils de GaAs a ete analysee in situ par diffraction et diffusion des rayons X en incidence rasante en utilisant un rayonnement synchrotron. Cette etude exploratoire a montre qu’il etait possible d’obtenir une croissance partiellement epitaxiee d’or et d’aluminium sur les facettes des nanofils. Pour ce qui concerne la croissance 2D de GaAs sur un substrat SrTiO3/Si(100), la croissance de la phase SrAl2 proposee theoriquement dans la litterature a ete tentee et examinee par photoemission. Une alternative, BaGe2, permettant de mieux pallier aux problemes d’heterogeneite chimique a finalement ete proposee.