François Schiettekatte
Matériaux amorphes, implanation et analyse par faisceau d'ions, défauts dans les semiconduteurs
- Professeur titulaire
-
Faculté des arts et des sciences - Département de physique
Complexe des sciences, local B-4419
Médias
Portrait
Expertise de recherche
L'implantation ionique est une technique qui permet de modifier la surface des matériaux en y injectant des atomes à la profondeur désirée, et en quantité précise. Elle est largement utilisée pour le dopage des semiconducteurs lors de la fabrication de circuits intégrés à très haute échelle (VLSI). Étant un phénomène fortement hors-équilibre (les atomes incidents ont typiquement des énergies des millions de fois plus élevées que celle des atomes du matériau) l'implantation génère souvent, à l'échelle atomique, de nouvelles structures qui peuvent, selon le cas, être exploitées pour améliorer les performances de matériaux de haute technologie, ou constituer un problème à contourner.
Par exemple, pendant le dopage, l'implantation engendre des défauts dans les semiconducteurs en déplaçant des atomes du cristal, ce qui est néfaste pour les circuits intégrés. Si le nombre de défauts n'est pas trop élevé, le dommage pourra être corrigé par recuit thermique et le dopant activé. Toutefois, si la densité de défauts dépasse un certain seuil, des dommages permanents apparaîtront dans le matériau et peuvent rendre inutilisables les dispositifs.
À l'inverse, l'implantation ionique génère des défauts qui peuvent être utilisés pour modifier les matériaux. En effet, l'implantation permet de créer, près de la surface, des défauts qui peuvent par la suite diffuser dans le matériau et modifier la composition de couches enfouies par interdiffusion. On peut ainsi changer la longueur d'onde d'émission de puits ou points quantiques et les propriétés de couches magnétiques.
Les faisceaux d'ions permettent en outre de mesurer de façon quantitative et extrêmement sensible la distribution en profondeur des atomes dans un matériau. Nous disposons dans nos laboratoires de plusieurs techniques d'analyse par faisceaux d'ions, notamment la Détection de Reculs Élastiques (ERD), technique inventée dans nos laboratoires dans les années 70, ainsi que l'analyse par Spectrométrie de Rétrodifussion Rutherford (RBS), la canalisation (RBS channeling) et l'Analyse par Réactions Nucléaires Résonnantes (NRRA).
Biographie
François Schiettekatte fait partie du groupe de matière condensée du département de physique de l'Université de Montréal. Il est entre autres spécialiste en analyse et modification des matériaux par faisceaux d'ions et en mesure de l’évolution thermique des nanostructures par nanocalorimétrie. Il fait partie de la Collaboration scientifique des détecteurs d'ondes graviationnelles LIGO dont son groupe travaille à rendre les miroirs plus silencieux (ou moins bruillants).
Pour en savoir plus…
- 09-09-2015 Les laboratoires insolites de l’UdeM
- 01-01-2015 - Octroi de plus de 26 M$ pour la recherche à l'UdeM
- 02-06-2014 - Ma fenêtre est une centrale électrique!
- 04-09-2013 - Une seconde
- 03-09-2010 - Montréal hôte de l’International Conference on Ion Beam Modification of Materials
- 03-09-2008 - Mesurer la chaleur libérée par des nanocristaux
Affiliations et responsabilités
Affiliations de recherche
Unités de recherche
Directeur adjoint
Membre
Enseignement et encadrement
Enseignement
Cours siglés (session en cours uniquement)
- PHY-2215 – Physique thermique et statistique
- PHY-6918 – Concepts de radioprotection pour le génie clinique
Programmes
- 119010 – Baccalauréat en mathématiques
- 119210 – Baccalauréat en mathématiques et physique
- 119210 – Baccalauréat en mathématiques et physique
- 120010 – Baccalauréat en physique
- 120020 – Majeure en physique
- 120040 – Mineure en physique
- 120510 – Baccalauréat en physique et informatique
- 120510 – Baccalauréat en physique et informatique
- 253510 – Maîtrise en génie biomédical
- 320010 – Doctorat en physique
Encadrement
Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)
Simulation des mécanismes de dissipation mécanique interne du silicium amorphe
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Synthèse de couches optiques par co-dépôt pour les miroirs de LIGO
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Caractérisation et optimisation des paramètres physiques du Ta₂O₅ affectant le facteur de qualité de miroirs diélectriques
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Relaxation et cristallisation du verre mou de chalcogénure Ge2Sb2Te5 après impact d’ions lourds à basse énergie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Évolution des défauts dans les fibres optiques irradiées
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Effets des recuits ultra-rapides (10^5 K/s) sur la formation des siliciures métalliques en phase solide
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Origine de la réduction de la durée de vie des photoporteurs dans le InGaAsP implanté à basse température
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Mécanismes de recuit dans le silicium implanté par faisceau d’ion caractérisés par nanocalorimétrie
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Structures photoniques à base de nanocristaux de silicium
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Synthèse de couches ultra-minces de siliciures sur silicium cristallin et endommagé étudiée par microscopie et profilométrie en profondeur
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Étude de phase des systèmes Ni/Si-endommagé et Ni/a-Si, par XRD résolue en temps et nanocalorimétrie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Étude de l'évolution thermique du dommage d'implantation dans le silicium par nanocalorimétrie
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
Relaxation du silicium amorphe étudiée par nanocalorimétrie
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
Projets
Projets de recherche
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP)
Relaxation, friction interne et ondes gravitationnelles
Plateforme d'iinovation en procédés plasma avec caractérisation in-plasma des matériaux et nanomatériaux
Relaxation, friction interne et ondes gravitationnelles
Contrôle des contraintes mécaniques résiduelles dans les revêtements optiques: de leurs origine aux applications avancées
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Electron microscopy analysis of (nano)materials with environmental, biological and industrial importance
CALCUL QUEBEC
EVOLUTION OF NANOSCALE GLASSES
Bourse de stage international - Mané Seck / Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Bourse de stage international - Megan Cowie / Regroupement québécois sur les matériaux de pointe ( RQMP )
Supplément COVID-19 CRSNG_EVOLUTION OF NANOSCALE GLASSES
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe (RQMP) Hosted by McGill 2017-2021
Plateforme d'iinovation en procédés plasma avec caractérisation in-plasma des matériaux et nanomatériaux
Regroupement québécois sur les matériaux de pointe
DEVELOPMENT OF GERMANIUM FIBER BRAGG GRATINGS AND ER-DOPED FIBER AMPLIFIERS FOR OPERATION IN HARSH ENVIRONMENTS
REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE (RQMP)
DETECTEURS TERAHERTZ A BASE D'INGAASP ET SYSTÈME D'IMAGERIE THZ EN CHAMP PROCHE
REGROUPEMENT STRATEGIQUE - REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE (RQMP)
REGROUPEMENT QUEBECOIS SUR LES MATERIAUX DE POINTE - RQMP
DETECTEURS TERAHERTZ A BASE D'INGAASP ET SYSTÈME D'IMAGERIE THZ EN CHAMPS PROCHE
CANADIAN CHARGED PARTICLE ACCELERATOR CONSORTIUM (CCPAC)
DEVELOPING METHODS OF ULTRATHIN FILMS CHARACTERISATION: NANOCALORIMETRY AND ION BEAM ANALYSIS
GROUPE DE RECHERCHE EN PHYSIQUE ET TECHNOLOGIE DES COUCHES MINCES (GCM) - INSTALLATION CENTRALE POUR LA FABRICATIONET LA CARACTERISATION DES MATERIAUX ET DISPOSITIFS DE POINTE
DEVELOPING METHODS OF ULTRATHIN FILMS CHARACTERISATION: NANOCALORIMETRY AND ION BEAM ANALYSIS
ALUMINUM ADHESION OF POLYETHYLENE TEREPHTHALATE
Publications et communications
Publications
Articles publiés (depuis 2018, nom en gras = membres du groupe)
136. K. J. Daniel, J. R. Smith, S. Ballmer, W. Bristol, J. C. Driggers, A. Effler, M. Evans, J. Hoover, K. Kuns, M. Landry, G. Lovelace, C. Lukinbeal, V. Mandic, K. Pham, J. Read, J. B. Russell, F. Schiettekatte, R. M. S. Schofield, C. A. Scholz, D. H. Shoemaker, P. Sledge, A. Strunk, Criteria for identifying and evaluating locations that could potentially host the Cosmic Explorer observatories, Rev. Sci. Instrum. 96, 014502 (2025).
135. P. Vinchon, S. Hamaguchi, S. Roorda, F. Schiettekatte, L. Stafford, Self-healing kinetics in monolayer graphene following very low energy ion irradiation, Carbon 233, 119852 (2025).
134. S. Bhowmick, R. Osovsky, A. Davenport, F. Schiettekatte, M. Chicoine, C. S. Menoni, Unveiling the cation ratio mediated structural modifications in TiO2: GeO2 mixtures for gravitational-wave detectors, Class. Quant. Grav. 41, 105007 (2024).
133. D. Diksha, A. Amato, V. Spagnuolo, G. I. McGhee, M. Chicoine, C. Clark, S. Hill, J. Hough, R. Johnston, R. Keil, Optical properties of germania and titania at 1064 nm and at 1550 nm, Class. Quant. Grav. 41, 125006 (2024).
132. L.-C. Fortier, M. Chicoine, S. Chouteau, M. Clausse, É. Lalande, A. W. Lussier, S. Roorda, L. Stafford, G. Terwagne, F. Schiettekatte, In plasma ion beam analysis of polymer layer and adsorbed H monolayer etching, Nucl. Instrum. Meth. B 554, 083305 (2024).
131. É. Lalande, A. Davenport, L. Marchand, A. Markosyan, D. Martinez, A. Paolone, M. Rezac, M. Bazzan, M. Chicoine, J. L. Colaux, M. Coulon, M. M. Fejer, A. W. Lussier, E. Majorana, L. Martinu, C. Menoni, C. Michel, F. Ricci, F. Schiettekatte, N. Shcheblanov, J. R. Smith, J. Teillon, G. Terwagne, G. Vajente, Ar transport and blister growth kinetics in titania-doped germania-based optical coatings, Class. Quant. Grav. 41, 115013 (2024).
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127. C. Gier, M. Ben Yaala, C. Wiseman, S. MacFoy, M. Chicoine, F. Schiettekatte, J. Hough, S. Rowan, I. Martin, P. MacKay, S. Reid, Controlling the optical properties of hafnium dioxide thin films deposited with electron cyclotron resonance ion beam deposition, Thin Solid Films 771, 139781 (2023).
126. G. I. McGhee, V. Spagnuolo, N. Demos, S. C. Tait, P. G. Murray, M. Chicoine, P. Dabadie, S. Gras, J. Hough, G. A. Iandolo, Titania mixed with silica: a low thermal-noise coating material for gravitational- wave detectors, Phys. Rev. Lett. 131, 171401 (2023).
124. K. Prasai, K. Lee, B. Baloukas, H.-P. Cheng, M. Fazio, L. Martinu, A. Mehta, C. S. Menoni, F. Schi- ettekatte, R. Shink, B. Shyam, G. Vajente, M. M. Fejer, R. Bassiri, Effects of elevated-temperature deposition on the atomic structure of amorphous Ta2O5 films, APL Mater. 11, 121112 (2023).
123. P. Vinchon, S. Asadollahi, C. Coté, S. Marcet, S. Atallah, E. Dessureault, M. Chicoine, A. Sarkissian, R. Leonelli, S. Roorda, In-plasma analysis of plasma–surface interactions, Rev. Sci. Instrum. 94, 083305 (2023).
120. M. Granata, A. Amato, M. Bischi, M. Bazzan, G. Cagnoli, M. Canepa, M. Chicoine, A. D. Michele, G. Favaro, D. Forest, G. M. Guidi, G. Maggioni, F. Martelli, M. Menotta, M. Montani, F. Piergiovanni, F. Schiettekatte, Optical and mechanical properties of ion-beam-sputtered MgF2 thin films for gravitational- wave interferometers, Phys. Rev. Appl 17, 034058 (2022).
119. C. Lévesque, S. Roorda, F. Schiettekatte, N. Mousseau, Internal mechanical dissipation mechanisms in amorphous silicon, Phys. Rev. Mater. 6, 123604 (2022).
118. A. W. Lussier, É. Lalande, M. Chicoine, C. Lévesque, S. Roorda, B. Baloukas, L. Martinu, G. Vajente, A. Ananyeva, F. Schiettekatte, Hydrogen concentration and mechanical dissipation upon annealing in zirconia-doped tantala thin films for gravitational wave observatory mirrors, in Journal of physics: conference series, Vol. 2326 (IOP Publishing, 2022), 012020.
116. M. Abernathy, A. Amato, A. Ananyeva, S. Angelova, B. Baloukas, R. Bassiri, G. Billingsley, R. Birney, G. Cagnoli, M. Canepa, M. Coulon, J. Degallaix, A. Di Michele, M. A. Fazio, M. M. Fejer, D. Forest, C. Gier, M. Granata, A. M. Gretarsson, E. M. Gretarsson, E. Gustafson, E. J. Hough, M. Irving, É. Lalande, C. Lévesque, A. W. Lussier, A. Markosyan, I. W. Martin, L. Martinu, B. Maynard, C. S. Menoni, C. Michel, P. G. Murray, C. Osthelder, S. Penn, L. Pinard, K. Prasai, S. Reid, R. Robie, S. Rowan, B. Sassolas, F. Schiettekatte, R. Shink, S. Tait, J. Teillon, G. Vajente, M. Ward, L. Yang, Exploration of co-sputtered Ta2O5–ZrO2 thin films for gravitational-wave detectors, Class. Quant. Grav. 38, 195021 (2021).
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109. A. Aghdaei, R. Pandiyan, B. Ilahi, M. Chicoine, M. El Gowini, F. Schiettekatte, L. G. Frechette, D. Morris, Engineering visible light emitting point defects in Zr-implanted polycrystalline AlN films, J. Appl. Phys. 128, 245701 (2020).
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107. S. Vallières, M. Salvadori, P. Puyuelo-Valdes, S. Payeur, S. Fourmaux, F. Consoli, C. Verona, E. d’Humières, M. Chicoine, S. Roorda, F. Schiettekatte, P. Antici, Thomson parabola and time-of-flight detector cross-calibration methodology on the ALLS 100 tw laser-driven ion acceleration beamline, Rev. Sci. Instrum. 91, 103303 (2020).1
105. A. Albert, M. André, M. Anghinolfi, M. Ardid, J.-J. Aubert, J. Aublin, T. Avgitas, B. Baret, J. Barrios- Martí, S. Basa, Search for multimessenger sources of gravitational waves and high-energy neutrinos with advanced LIGO during its first observing run, ANTARES, and IceCube, Astrophys. J. 870, 134 (2019).
104. K. Prasai, J. Jiang, A. Mishkin, B. Shyam, S. Angelova, R. Birney, D. A. Drabold, M. Fazio, E. K. Gustafson, G. Harry, S. Hoback, J. Hough, C. Lévesque, I. MacLaren, A. Markosyan, I. W. Martin, C. S. Menoni, P. G. Murray, S. Penn, S. Reid, R. Robie, S. Rowan, F. Schiettekatte, R. Shink, A. Turner, G. Vajente, H.-P. Cheng, M. M. Fejer, A. Mehta, R. Bassiri, High precision detection of change in intermediate range order of amorphous zirconia-doped tantala thin films due to annealing, Phys. Rev. Lett. 123, 045501 (2019).
103. S. Vallières, C. Bienvenue, P. Puyuelo-Valdes, M. Salvadori, E. d’Humières, F. Schiettekatte, P. Antici, Low-energy proton calibration and energy-dependence linearization of EBT-XD radiochromic films, Rev. Sci. Instrum. 90, 083301 (2019).
102. G. Vajente, R. Birney, A. Ananyeva, S. Angelova, R. Asselin, B. Baloukas, R. Bassiri, G. Billings- ley, M. M. Fejer, D. Gibson, L. J. Godbout, E. Gustafson, A. Heptonstall, J. Hough, S. MacFoy, A. Markosyan, I. W. Martin, L. Martinu, P. G. Murray, S. Penn, S. Roorda, S. Rowan, F. Schiettekatte, R. Shink, C. Torrie, D. Vine, S. Reid, R. X. Adhikari, Effect of elevated substrate temperature deposition on the mechanical losses in tantala thin film coatings, Class. Quant. Grav. 35, 075001 (2018).
101. J. Wang, S. H. Y. Huang, C. Herrmann, S. A. Scott, F. Schiettekatte, K. L. Kavanagh, Focussed helium ion channeling through Si nanomembranes, J. Vac. Sci. Technol. B 36, 021203 (2018).
Disciplines
- Physique
- Génie des matériaux et génie métallurgique
Champ d’expertise
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- Défaut et impuretés dans les couches minces: dopage et implantation
- Diffusion atomique, moléculaire et ionique
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- Impact atomiques, moléculaires et ioniques sur les surfaces
- Capacité calorifique des solides amorphes et des verres
- Matériaux nanostructurés : fabrication et caractérisation
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