Thèse présentée par Jeanne Solard pour obtenir le grade de
Docteur en Physique de l’Université Sorbonne Paris Nord
Les travaux de cette thèse portent sur la conception, la réalisation et l’étude optique d’une cavité à cristal photonique dans une couche mince d’ITO (Indium Tin Oxide) correspondant à l’anode de l’OLED (Organic Light Emitting Diode). L’objectif à terme est d’utiliser cette architecture originale pour étudier et développer une diode laser organique sous pompage électrique. L’utilisation d’une cavité à cristal photonique devrait permettre de dépasser les limitations qui incombent aux matériaux organiques pour atteindre l’effet laser sous pompage électrique par la combinaison d’un haut facteur de qualité et d’un faible volume modal.
La partie conception consiste à optimiser les paramètres géométriques du réseau et de la cavité par des simulations 3D-FDTD dans la couche mince d’ITO en y intégrant la couche mince de matériau organique et le substrat de verre. La réalisation des cavités à cristaux photoniques dans l’ITO a donné lieu à un développement technologique important. La fabrication de trous de profondeur 210 nm dans l’ITO, avec un diamètre de 220 nm et un pas de 290 nm a été obtenue par l’utilisation de trois masques successifs : un masque de PMMA (polyméthacrylate de méthyle), un masque métallique d’aluminium et un masque dur de SiOx via la combinaison de la pulvérisation cathodique, de la lithographie électronique à balayage et de la gravure ICP-RIE. L’étude optique de ces cavités a montré pour certaines d’entre elles une modification spectrale de leur spectre de fluorescence. Ce résultat encourageant prouve que l’utilisation de cette architecture peut être envisagée pour l’obtention de la diode laser organique sous pompage électrique.
Membres du jury
Frédérique de Fornel, Université de Bourgogne, rapporteur
Christian Seassal, Ecole Centrale de Lyon, rapporteur
Joël Charrier, Université de Rennes 1
Samir Farhat, Université Sorbonne Paris Nord
Mahmoud Chakaroun, LPL, Université Sorbonne Paris Nord, encadrant
Azzedine Boudrioua, LPL, Université Sorbonne Paris Nord, directeur de thèse
Mots-clés : cristaux photoniques planaires, matériaux organiques, microcavité laser
Soutenance : Le 12 Janvier 2021 à 14h00