Impact du polytypisme sur la structure électronique du ZnO

Etude de premier principe

Ces dernières décennies ont été témoin d’un grand intérêt tant sur le plan fondamental que technologique suscité par l’oxyde de zinc ZnO, un semi-conducteur II-VI à large bande interdite (3.4 eV, correspondant au proche ultra violet) faisant de lui un excellent candidat pour des applications ptoélectroniques (conception de détecteur et de diode laser..), photovoltaïques, piézoélectriques et thermiques.Dans ce travail, on présente une vue théorique claire et systématique de la structure électronique de certains polytypes du ZnO : la structure cubique-3C (cubique à face centrée), les phases hexagonales (2H, 6H et 4H) et une structure tétragonale de type BCT-4 (groupe d’espace P42 /mnm).Le calcul de la structure de bande des polytypes de ZnO, montre que le ZnO conserve non seulement une valeur importante du gap (3.38-3.48eV), mais surtout garde sa nature directe du gap.

La variation du gap varie quasi-linéairement avec l’héxagonalité des polytypes (3C, 6H, 4H et 2H).

Ce qui ouvre la possibilité très intéressante de pouvoir faire de ’l’engineering du gap’, juste en changeant les séquences d’empilements.