Soutenance de thèse de SAIDI Soufiane
Titre de thèse
Propriétés nano-mécaniques des nanofils semi-conducteurs piézoélectriques de ZnO
Nano-mechanical properties of ZnO piezoelectric semiconductor nanowires
Résumé de la thèse
Cette thèse étudie les propriétés structurelles, mécaniques et électromécaniques
des nanofils de ZnO à l'aide de techniques avancées de rayons X synchrotron. Des
tests de flexion à trois points in situ révèlent que les nanofils présentent une résistance
à la rupture et une déformation élastique élevée par rapport au bulk, les désalignements
lors de l'application de la charge induisant à la fois une flexion et une torsion.
Des simulations par éléments finis étayent les résultats expérimentaux en détaillant
l'interaction complexe entre la déformation élastique et plastique dans ces systèmes
quasi-unidimensionnels. Des méthodes avancées telles que la microdiffraction Laue,
la TEM haute résolution (HR-TEM) et l'imagerie cohérente par diffraction de Bragg
(BCDI) ont été utilisées pour caractériser la contrainte intrinsèque et la formation de
défauts. L'étude examine également les effets d'une exposition prolongée aux rayons
X, mettant en évidence les dommages et la dégradation de la surface, tout en intégrant
des tests électromécaniques avec la cartographie par fluorescence X (XRF) pour élucider
les réponses piézoélectriques. Ces résultats soulignent le potentiel physique des
nanofils de ZnO pour des applications dans l'électronique flexible et les dispositifs de
récupération d'énergie.
Thesis resume
This thesis investigates the structural, mechanical, and electromechanical properties
of ZnO nanowires using advanced synchrotron X-ray techniques. In situ three point
bending tests reveal that the nanowires exhibit enhanced fracture strength and
elastic strain, with loading misalignments inducing both bending and torsion. Finite
element simulations support the experimental findings by detailing the complex interplay
of elastic and plastic deformation in these quasi-one-dimensional systems.
Advanced methods such as Laue microdiffraction, HR-TEM, and Bragg coherent
diffraction imaging were employed to characterize intrinsic strain and defect formation.
The study also examines the effects of prolonged X-ray exposure, highlighting
surface damage and degradation, while integrating electromechanical testing with
XRF mapping to elucidate piezoelectric responses. These results underscore the physical potential of ZnO nanowires for flexible electronics and energy-harvesting
devices.