Les tous premiers instants de croissance de l’interface Al/ZnO mis en évidence par des chercheurs de l'équipe NEO

Vue schématique des principales étapes de la formation de l’interface ZnO/Al

Des chercheurs de l’équipe NEO (Alain Estève, Carole Rossi et Yves Chabal) ont contribué à la réalisation d’un article publié dans ACS-Journal of Physical Chemistry C. Ce papier s’intéresse à l’interface Aluminium/Oxyde de Zinc, tous deux largement utilisés en nanotechnologies dans la mesure de leurs propriétés remarquables, de leur abondance et de leur usage courant et compatible dans les centrales de technologies. Il est désormais communément admis que la nature des surfaces et interfaces, notamment entre un métal et un oxyde, joue un rôle clé sur les propriétés des nanodispositifs, pour des applications diverses, comme la catalyse, l’énergie, l’optique et bien sûr la microélectronique.

Grâce au couplage de moyens de caractérisation in situ en spectroscopie IR et LEIS, et ex situ AFM et XPS, ils ont mis en évidence pour la première fois les tous premiers instants de croissance de l’interface Al/ZnO et ont dépeint l’évolution de cette interface dans le temps et en fonction de recuits thermiques. Par exemple, ils ont précisément observé que, les premiers atomes d’Al réduisent la surface de ZnO, créant des clusters de quelques atomes AlO_x et du Zn pur. Ensuite, avec l’augmentation du taux de recouvrement en aluminium, une couche d’Al non-uniforme se forme alors que des atomes de Zn demeurent à la surface. Ces chercheurs de l’équipe NEO ont mis en évidence l’exodiffusion du Zn à 150°C (10^-10 Torr).

Au sein du LAAS, ces résultats ouvrent des perspectives en nano-ingénierie de couches barrières pour des dispositifs énergétiques intégrant des nanolaminés Al/oxyde.

Ces travaux ont été réalisés dans le cadre du Laboratoire International Associé CNRS-LIA ATLAB, financés par le projet IDEX chaire d’attractivité de l’Université Fédérale de Toulouse, MUSE. Yuzhi Gao, qui effectue une thèse en co-tutelle Université Paul Sabatier/UTD Dallas, a également participé à l’écriture de cet article.