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Transfert de couches minces épitaxiées sur GaAs ou Ge sur un substrat en saphir ou silice pour les applications miroir à onde gravitationelles

Défis technologiques Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences Physique du solide, surfaces et interfaces

Résumé du sujet

Les ondes gravitationnelles ont été prévues par la théorie de la relativité générale, elle sont créés dans l'univers par des événements cosmiques extrêmes. Leur mesure sur terre dans de grands instruments tel que VIRGO en Italie est un chalenge en terme de sensibilité de la mesure. Ces instruments sont des interféromètres de grandes dimensions (plusieurs kilomètres), et toute la chaine optique doit minimiser le bruit pour être sensible à des modification infime de l'espace-temps. Les miroirs sont un des éléments clefs de la chaine optique.
On se propose dans cette thèse de réaliser un nouveau type de miroir permettant d'améliorer notablement la sensibilité d'un interféromètre. Ce miroir repose sur une séquence de couches minces épitaxiées avec des variations d'indice optique entre chacune d'elles. Ces couches minces doivent se trouver sur une base en silice ou en saphir. Une telle structure n'est pas réalisable par fabrication additive (ie par un dépôt des couches sur le substrat en saphir ou en silice), car les couches minces sont monocristallines, et la silice est amorphe quand le saphir à un paramètre de maille inadapté. Seul les techniques de report de couches minces permettent la réalisation d'une telle structure.
Cette thèse va étudier les technologies de report de couches minces pour mettre en œuvre une ou plusieurs options permettant le transfert des couches monocristallines du substrat donneur vers le substrat receveur. Chacune des étapes nécessaires sera étudiée, des mécanismes seront proposés pour expliquer les observations expérimentales. Des démonstrateurs seront réalisés et leurs performances optiques évaluées pour déterminer si elles sont en phase avec les besoins en terme de sensibilité.

Laboratoire

Département Composants Silicium (LETI)
Service Intégrations et Technologies pour les conversions d'énergies
Laboratoire Intégration et Transfert de Film
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