Advanced semiconductor nanostructures

A novel approach to large bandgap semiconductor materials design is demonstrated. Based on a thermodynamical growth control concept, a low temperature aqueous thin film growth technique is presented to produce, at large scale and low cost, novel metal oxide-based nano- to micro-structures. Three-dimensional arrays consisting of building blocks of controlled morphologies, sizes and orientations, engineered from molecular to nano-, meso- or microscopic scales are generated onto various substrates. Semiconductor technology and in particular, photovoltaics and photocatalysis, shall be beneficiary of such designed arrays. Promising improvements in terms of overall efficiency and manufacturing costs as well as better fundamental understandings of their electronic structure are foreseen with the use of such purpose-built materials. To cite this article: L. Vayssieres, C. R. Chimie 9 (2006).

RésuméUne nouvelle approche du design de semi-conducteurs à large bande interdite est exposée. Fondée sur un modèle thermodynamique de croissance, une synthèse chimique pour l'élaboration de films minces en solution aqueuse à basse température est présentée. Cette nouvelle méthode permet la fabrication, en larges quantités et à moindre coût, d'oxydes métalliques nanostructurés et microstructurés. Ces films minces sont fabriqués sur différents substrats ; la taille, l'orientation et la morphologie de leurs éléments constitutifs sont contrôlés de l'échelle moléculaire à l'échelle nanométrique et micrométrique. Les technologies utilisant des semi-conducteurs, comme par exemple le photovoltaïque et la photocatalyse, devraient bénéficier de ces nouveaux matériaux. L'amélioration des rendements et des coûts de fabrication ainsi qu'une compréhension plus approfondie de leurs structures électroniques pourraient être obtenues avec l'utilisation et la modélisation de ces matériaux, fabriqués sur mesure, pour de telles applications. Pour citer cet article : L. Vayssieres, C. R. Chimie 9 (2006).