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Des nanofils comme source de lumière

C. G.

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En plaçant 10 millions de nanofils par centimètre carré, le Leti vise à rendre les sources lumineuses moins onéreuses.

Les diodes électroluminescentes (LED en anglais pour Light Emitting Diode) de puissance s'imposent comme une voie d'avenir pour relever le défi de la consommation d'énergie dans l'éclairage. Des technologies existent déjà, verrouillées par des brevets. Le Leti, le laboratoire d'électronique du CEA à Grenoble (Isère), se lance tout de même dans la course, mais avec une approche originale : « Nous voulons explorer la technologie des nanofils pour créer des LED de puissance à bas coût en utilisant des matériaux courants. Nous optons pour des LED émettant dans l'UV proche (380 nm) pour exciter des luminophores qui recréeront la lumière blanche plutôt que des LED tricolores ou blanches », explique François Levy du département optronique du Leti.

Deux ans pour démontrer la faisabilité industrielle

Le défi n'est pas mince. Il faut créer la LED au sein d'un nanofil qui sert aussi de guide d'onde pour extraire la lumière. Tout dépendra des astuces utilisées dans le procédé MOCVD de dépôt chimique en phase vapeur par décomposition d'organométalliques. Sur un substrat saphir (alumine) et dans certaines conditions, des îlots de matière se déposent, s'épaississent et, soudain, prennent la forme de nanofils qui poussent perpendiculairement au substrat. Les ingénieurs du Leti savent ainsi créer des nanofils d'oxyde de zinc ou de nitrure de gallium d'une centaine de nanomètres et quelques microns de long avec une densité d'environ 10 millions/cm2. Pour créer la LED, il faut moduler la composition du nanofil en cours de croissance en changeant la phase gazeuse.

La croissance terminée, il faut "fixer" les nanofils en comblant l'espace entre eux et en laissant dépasser les extrémités avant de réaliser la connexion électrique supérieure pour pouvoir appliquer une tension aux extrémités des fils. Tout ceci se déroule sur une tranche qu'il faudra découper en puces qui seront intégrées dans le composant final, la source lumineuse.

Il reste bien du travail dans ce projet Carnot Éclairage débuté il y a un an, cependant, d'ici à deux ans à la fin du programme, la faisabilité industrielle des LED à nanofils devra être démontrée.

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