Le nitrure d'indium (InN) est un semi-conducteur III-V constitué d'azote (N) et d'indium (In).
Propriétés Le nitrure d'indium existe sous deux formes cristallines: la forme α, stable qui a une structure cristalline de type wurtzite (hexagonale compacte) ; la forme β, métastable qui a une structure cristalline de type blende (cfc).
Seule la forme α a pour l'instant été étudiée en détail, même si on sait que la forme β est aussi semi-conductrice, avec un gap direct.
Structure de bandes Après plusieurs années de controverse, la structure de bande du nitrure d'indium est maintenant bien établie. En particulier, l'obtention par épitaxie à jet moléculaire de cristaux de grande pureté a permis la mesure avec une grande précision des paramètres de bandes au voisinage du gap fondamental : InN est un semi-conducteur à gap direct, d'une valeur de à 300 K pour un . La masse effective des électrons a été mesurée grâce à l'étude des oscillations quantiques de Shubnikov-de Haas et l'observation d'oscillations de la magnéto-absorption et vaut 0Determination of effective mass in InN by high-field oscillatory magnetoabsorption spectroscopy. Marius Millot, Nicolas Ubrig, Jean-Marie Poumirol, Iulian Gherasoiu, Wladek Walukiewicz, Sylvie George, Oliver Portugall, Jean Léotin Michel Goiran and Jean-Marc Broto doi:10.1103/PhysRevB.83.125204. La bande de conduction est par ailleurs fortement non-parabolique.
Conductivité Des études ont révélé que le nitrure d'indium avait une conductivité électrique élevée par rapport aux autres semi-conducteurs de même typeM. Higashiwaki et T. Matsui, Journal of Crystal Growth 252, 128 (2003). Deux hypothèses ont été émises pour expliquer cette conductivité : une oxydation ou un phénomène de courbures de bandes, chaque hypothèse ayant pour conséquence une accumulation d'électrons en surface. Pour le moment, la piste de la courbure de bande est de loin la plus probable. En 2001, W. WaluckiewiczW. Walukiewicz, Physica B 302-303, 123 (2001) a introduit un modèle faisant appel à l'énergie de stabilisation de Fermi qui relie les défauts de surface au phénomène d'ancrage (pinning) du niveau d'énergie de Fermi à la surface du semi-conducteur.
Production Le nitrure d'indium est produit par épitaxie par jets moléculaires (MBE), mais plusieurs problèmes se présentent lors de sa croissance on rencontre de nombreuses difficultés de croissanceJ. Grandal et M.A. Sánchez-García, Journal of Crystal Growth 278, 373 (2005)T. Yodo, H. Yona, H. Ando, D. Nosei et Y. Harada, Appl. Phys. Lett. 80, 968 (2002)M. Higashiwaki et T. Matsui, Journal of Crystal Growth 251, 494 (2003)I-h. Ho et G.B. Stringfellow, Appl.Phys.Lett. 69, 2701 (1996)S.X. Li, K.M. Yu, J. Wu, R.E. Jones, W. Walukiewicz, J.W. Ager III, W. Shan, E.E. Haller, Hai Lu, William J. Schaff, Physica B 376, 432 (2006) : le manque de substrats possédant un faible désaccord de maille une basse température de dissociation de l'InN une haute pression de vapeur d'azote en présence d'InN
Alliages ternaires Il est possible de combiner le nitrure d'indium avec le nitrure de gallium GaN, pour obtenir un composé ternaire, le nitrure de gallium-indium (InxGa1-xN). En fonction du ratio d'indium et de gallium, la largeur de bande interdite d'un tel composé peut varier entre de 0,7 à , ce qui couvre le spectre visible. ce gap étant de plus direct, ce composé est idéal pour les applications opto-électroniques, cellules photovoltaïques ou diodes électroluminescentes (LED).
Notes et références
Voir aussi Articles connexes Semi-conducteur Nitrure d'aluminium (AlN) Nitrure de gallium (GaN)
Catégorie:Composé de l'indium Indium Catégorie:Composé III-V