Portrait de PhD : Défi Junior Jubgang Fandio

Son parcours

Au secondaire, Défi n’est pas particulièrement doué dans les matières scientifiques telles que la physique et les mathématiques. Il est en fait, selon sa propre expression, « moyen dans tout ». Sachant cela, ses parents lui conseillent tout de même de poursuivre ses études en physique. En postulant pour effectuer sa licence (l’équivalent du baccalauréat) et sa maîtrise à l’Université de Buéa, au Cameroun, Défi doit choisir trois matières parmi lesquelles il aimerait étudier. Ses choix : physique, mathématiques et électronique. Il est finalement sélectionné pour son premier choix, physique.

Pendant ses études, Défi fait la rencontre de son directeur de département, Alain Moise Dikandé, qui a lui-même réalisé son doctorat en physique à l’Université de Sherbrooke, sous la direction de Pr Claude Bourbonnais. Pr Dikandé encourage Défi à emprunter le même chemin que lui pour poursuivre ses études supérieures. Défi entame donc des démarches auprès de quelques professeurs du Département de physique de l’UdeS, et Pr Denis Morris accepte de l’intégrer dans son équipe.

Selon Pr Dikandé, Défi est à sa place dans le domaine de la physique : « En tant que superviseur des travaux de recherche de maîtrise de Défi Junior, je retiens de lui un jeune homme discret, studieux et digne de confiance. De plus, me faisant porte-parole des enseignants du Département de physique de l’Université de Buéa, je peux affirmer que nous avons toujours cru en son potentiel. »

Son projet de recherche

Le projet de doctorat de Défi, effectué sous la direction de Pr Denis Morris, portait sur l’étude des propriétés électroniques et de la dynamique des charges dans diverses nanostructures semi-conductrices par la spectroscopie térahertz. Avec son équipe de recherche, Défi s’est penché sur trois familles de nanostructures novatrices : les nanocomposites de silicium mésoporeux graphénisés, les nanofils de silicium et les couches d’InGaAs.

En étudiant les nanocomposites de silicium mésoporeux graphénisés, développés par les équipes de Pr Richard Arès et de Pr Abderraouf Boucherif, Défi et ses collaborateurs ont démontré que le revêtement de graphène présent dans ces nanocomposites réduit de manière significative le temps de vie des photoporteurs, tout en préservant la mobilité effective des charges dans ces derniers. En d’autres termes, cette couche de graphène procure aux nanocomposites des propriétés intéressantes pour la fabrication de dispositifs d’émission de rayonnement térahertz pulsé.

Avec la deuxième famille de nanostructures semiconductrices, les nanofils de silicium, l’équipe de recherche de Défi a étudié l’impact du substrat des nanofils ainsi que l’influence du dopage sur le transport électronique de ceux-ci. Sa découverte majeure montre que le temps de vie des photoporteurs diminue avec le dopage, mais qu’ils restent relativement élevés, comparativement à ceux de l’état de l’art.

En ce qui concerne la troisième famille, les couches d’InGaAs, Défi et son équipe les ont étudiées pour les applications de photocommutateurs. Leur but était de trouver le meilleur compromis entre une bonne résistivité, un temps de vie relativement court et une augmentation de la mobilité des photoporteurs. La solution qu’ils proposent réside dans la recristallisation partielle des couches d’InGaAs amorphisées par implantation ionique.

« Nos études ont démontré que, pour des couches implantées et puis recuites à des températures inférieures à 500°C, on parvenait à obtenir une résistivité assez bonne, et des temps de vie de photoporteurs en dessous de la picoseconde, ce qui est très intéressant. Mais l’ajout majeur, c’est qu’on a obtenu une mobilité effective de 2150 cm²/ (V. s), ce qui est relativement élevé pour des couches avec désordre. Je suis peut-être optimiste, mais je pense que ces structures sont déjà prêtes pour la fabrication de photocommutateurs, des dispositifs qui permettent de générer des impulsions térahertz. Je pense que c’est la contribution majeure de notre étude sur cette dernière famille de nanomatériaux », explique Défi.

En date d’aujourd’hui, Défi apparait sur deux publications portant sur les nanocomposites de silicium mésoporeux graphénisés. Ses travaux sur l’étude du transport de charges dans les couches d’InGaAs ont également mené à une publication scientifique. Des travaux supplémentaires sur les nanofils de silicium doivent encore être effectués et pourront, au meilleur des cas, déboucher sur une publication scientifique.

Le Pr Morris salue la qualité et l’ampleur des travaux expérimentaux effectués par Défi Junior pour mener à bien cette thèse de doctorat. « Ses travaux pourront guider le développement de certains procédés de fabrication de matériaux photoconducteurs, d’intérêt pour l’optoélectronique rapide et la nanoélectronique. L’idée de base, exploitable ici, consisterait à tirer profit des défauts ponctuels ou encore de minimiser leur influence sur le transport des charges dans ces matériaux photoconducteurs. Défi a fait preuve de beaucoup de rigueur et de persévérance dans l’atteinte des objectifs de son projet de recherche et je suis très fier du travail qu’il a accompli. Les algorithmes qu’il a développés afin d’extraire les propriétés diélectriques ou de conduction de divers types de matériaux sont et continueront d’être des outils extrêmement précieux pour les membres de mon équipe. »

La suite

Défi a déjà commencé un stage postdoctoral dans le groupe de Pr Jean-Michel Ménard, à l’Université d’Ottawa. Il travaille sur un projet portant sur la détection ultra-sensible de rayonnement térahertz.

Dans un avenir à plus long terme, il envisage s’installer au Canada et entreprendre une carrière universitaire, possiblement devenir professeur.

Il tenait à exprimer ses remerciements à sa famille, ses collègues, aux professeurs du Département de physique, du 3iT et de l’IQ, ainsi qu’une mention spéciale à son directeur de thèse Pr Denis Morris, qui a marqué son parcours et qui est pour lui une source d’inspiration. Il attribue sa réussite à sa foi en Jésus Christ, qui l’a aidé à persévérer dans ses études tout en conservant un équilibre social.

Félicitations Défi!