De la croissance épitaxiale au dispositif intégré : développement de surfaces infrarouges adaptatives basées sur des nickelates à transition métal-isolant

La modulation dynamique de la signature thermique infrarouge représente un enjeu majeur pour le développement de surfaces adaptatives capables de contrôler leur rayonnement thermique. Les matériaux présentant une transition métal-isolant (TMI) abrupte constituent une plateforme prometteuse pour ces applications grâce aux fortes variations de leurs propriétés électroniques et optiques autour de leur température de transition. Parmi eux, les nickelates de terres rares offrent une grande flexibilité chimique et structurale permettant d'ajuster leur transition métal-isolant par le contrôle de leur composition cationique. De plus, la TMI de ces matériaux est extrêmement sensible à la déformation mécanique, ce qui ouvre la voie à une modulation active par ingénierie de la contrainte. Ce projet vise à développer des surfaces infrarouges adaptatives basées sur des hétérostructures nickelates/PMN-PT reconfigurables. Des résultats préliminaires ont montré le potentiel du matériau piézoélectrique monocristallin PMN-PT pour induire une modulation efficace de la transition métal-isolant dans les nickelates. L'objectif sera d'optimiser le couplage mécanique entre le PMN-PT et les couches actives afin de maximiser le déplacement réversible de la température de transition sous champ électrique, en étudiant notamment le rôle des interfaces et des couches tampons. Une étape majeure du projet consistera à explorer l'intégration de couches minces de PMN-PT afin de dépasser certaines limitations associées aux substrats monocristallins et de préparer le développement futur de dispositifs reconfigurables spatialement. Enfin, une attention particulière sera portée à la montée en échelle du procédé de fabrication, en utilisant la croissance par dépôt laser pulsé comme plateforme d'optimisation avant un transfert vers des procédés compatibles avec des surfaces de plus grande dimension. L'objectif final est d'établir les bases scientifiques et technologiques nécessaires au développement de surfaces thermiques adaptatives pour le contrôle dynamique de la signature infrarouge. École doctorale : Physique en Ile de France Direction : Pierre SENEOR Financement : CIFRE - ANRT (Agence Nationale Recherche Technologie)