Dans de nombreux domaines d'application comme la réalité augmentée/virtuelle (AR/VR), la demande pour des écrans de haute qualité et de haute luminosité est croissante.
Aujourd'hui, la technologie envisagée pour atteindre les performances requises est la micro-LED à base de GaN. Pour réaliser un écrans micro-LED, il est essentiel que les pixels émettent les 3 couleurs primaires Rouge/Vert/Bleu (RGB). Cependant, dans la technologie GaN, l’obtention de ces trois couleurs RGB au sein d'une même matrice de pixels est un défi majeur en raison de la difficulté d'intégration technologique.
Deux approches existent pour obtenir les trois couleurs. La première repose sur l'émission native des couleurs, mais elle est complexe et coûteuse à mettre en œuvre. La seconde consiste à utiliser des convertisseurs de couleur (CCL). Cette approche repose sur le dépôt de CCL sur les pixels pour obtenir une émission rouge et verte localisée. Cette technologie présente deux avantages majeurs: sa compatibilité avec des pixels de très petite taille et les matériaux de conversion sont intégrables grâce aux procédés de microélectronique, pour une localisation au niveau du pixel.
Actuellement, les matériaux utilisés pour la conversion de couleur sont des boîtes quantiques (QD) ou des nano-plaquettes quantiques (QP ou NP). Ces matériaux sont noyés dans une résine, ce qui permet leur dépôt par des procédés de photolithographie. Cependant, ces matériaux, présentent plusieurs inconvénients : composition à base d’éléments toxiques (plomb, sélénium, cadmium, etc.), stabilité sous illumination limitée et un rendement lumineux diminuant en présence de résine. Dans cette optique, le développement de matériaux CCL respectueux de l'environnement, performants et facilement intégrables est essentiel pour la prochaine génération d'écrans micro-LED couleur. C'est dans ce contexte que nous proposons d’étudier une pérovskite à base de manganèse : Cs3MnX5 (avec X : Cl-, Br-, I-), dont la composition et le mode de synthèse sont plus respectueux de l’environnement.
L’étudiant(e) aura comme objectif de fabriquer et d'optimiser des films de pérovskite en étudiant l’impact des différents paramètres de fabrication (dépôt par étalement). Pour cela, il/elle réalisera des mesures optiques (morphologie du film, absorption, émission, rendement quantique externe (EQE), vieillissement sous flux lumineux, etc.). Puis il/elle définira les conditions de structuration de la couche de pérovskite par photolithographie (procédé micro-électronique) et étudiera l’impact de cette structuration sur les performances du film. Enfin, il/elle intégrera ces films dans une matrice de micro-LEDs GaN et d’évaluera ses performances optiques ainsi que sa stabilité dans le temps. Ce travail sera réalisé au laboratoire LITE (Laboratoire d’InTégration des composants Emissifs) du CEA-Leti dans le cadre du projet ANR SPARKLE en collaboration avec l’ICCF de Clermont Ferrand, laboratoire de chimie partenaire de ce projet.