Étudiant-chercheur étoile Juin 2014


Ivan Alejandro Velasco-Davalos, étudiant-chercheur étoile, FRQNT

Ivan Alejandro Velasco-Davalos

Étudiant au doctorat en sciences de l'énergie et des matériaux
Institut national de la recherche scientifique


Publication primée : Realization of Single-Termination SrTiO3 (100) Surfaces by a Microwave-Induced Hydrothermal Process

Publiée dans : Applied Physics Letters, vol. 103, no 202905, 2013
 

Résumé

« La croissance épitaxiale est un élément préalable indispensable de la plupart des applications en nanoélectronique et en supraconducteurs à base d'oxydes, et les surfaces de titanate de strontium (100), SrTiO3, sont le substrat par défaut de milliers de laboratoires partout dans le monde (en recherche et en industrie). La procédure d'attaque utilisée habituellement pour générer des surfaces planes à l'échelle atomique terminées TiO2, qui consiste en un bain dans l'acide fluorhydrique tamponné (dilué), comporte deux inconvénients majeurs : a) les substrats de SrTiO3 pur et dopé au niobium (métallique) produisent des résultats différents et nécessitent des protocoles distincts; b) l'acide fluorhydrique étant très corrosif et toxique, son entreposage, sa manipulation et son élimination exigent d'importantes précautions. Mon processus utilise de l'eau pure et un réacteur hydrothermal en plastique dans un four à micro-ondes commercial et a un coût total de moins de 1000 $. L'étape au four à micro-ondes prend moins de trois minutes et génère d'aussi bons résultats pour les substrats purs que pour les substrats dopés au niobium. Cette méthode élimine également le risque de contamination au fluor par l'acide fluorhydrique. Je suis convaincu que mon processus, qui est plus sécuritaire, plus rapide et beaucoup moins coûteux que la technique habituelle, en plus de produire des composés aux propriétés supérieures, deviendra bientôt la nouvelle norme. »

Le processus proposé par l'auteur aurait de nombreux impacts immédiats : d'abord, il éliminerait la contamination habituelle au fluor; ensuite, l'utilisation d'un contenant d'eau chaude à pression modérée améliorerait la sécurité du travail, tout en réduisant les déchets de laboratoire problématiques. Ce protocole a non seulement été adopté par plusieurs groupes de recherche au Canada et aux États-Unis, mais il a également éveillé l'intérêt de certains pays émergents et en voie de développement. Cette étude ouvre la porte à un tout nouveau milieu de recherche disposant de ressources limitées.