Fabrication top-down, caractérisation et applications de nanofils silicium

Cette these porte sur l'etude de nanofils silicium realises par approche top-down. Elle s'inscrit dans le contexte de la miniaturisation des composants et la comprehension du transport dans les systemes 1D. Deux voies de fabrication sont envisagees : la lithographie par AFM (Microscope a Force Atomique) et la lithographie electronique. Cette derniere etant plus reproductible, les dispositifs finaux sont fabriques par cette technique, a partir d'un substrat SOI et plusieurs etapes de gravure et metallisation. L'etude des nanofils par mesures I(V) nous permet de mettre en evidence une zone depletee a l'interface Si/SiO2 natif. Grâce a l'utilisation de nanofils de largeurs et de longueurs differentes, nous sommes capables de determiner la largeur de la zone depletee, la densite d'etats d'interface ainsi que le niveau de dopage des nanofils. L'evolution de la resistance des nanofils avec la temperature est egalement etudiee et montre une dependance associee a la diffusion des phonons de surface. Trois applications sont ensuite decrites : un decodeur, un commutateur de courant et un capteur biologique. En effet, la gravure locale des nanofils conduit a une modulation de la bande de conduction, rendant possible la realisation d'un decodeur. D'autre part, la fabrication de croix a base de nanofils et de grilles laterales a proximite des croix qui controlent le passage du courant dans les differentes branches permet de former un commutateur de courant. Enfin, grâce au rapport important de la surface par rapport au volume des nanofils et leur bonne fonctionnalisation chimique, ceux-ci sont utilises pour detecter electriquement des interactions biologiques (detection de l'ovalbumine).