Corrélation entre propriétés structurales et propriétés de luminescence de films minces d'oxyde et de nitrure de silicium élaborés par évaporation - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2002

Corrélation entre propriétés structurales et propriétés de luminescence de films minces d'oxyde et de nitrure de silicium élaborés par évaporation

Michaël Molinari

Abstract

In this work, we have studied silicon oxide and pure or hydrogenated silicon nitride thin films, respectively prepared by evaporation of silicon in a molecular oxygen atmosphere or under a flow of nitrogen and hydrogen ions. The different films are subsequently anncaled up to 1100°C in a vacuum atmosphere. The structural characterization are made using infrared absorption, Raman and X-ray photoemission spectroscopies, grazing angle X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The prepared samples exhibit photoluminescence in the visible range and at room temperature. The origin of the photon emission is correlated to the structural properties of the films. Two photoluminescence mechanisms are identified : the mechanism of tail-to-tail recombination and the mechanism of quantum confinement in the silicon grains with a nanometric size embedded in a insulating matrix.
Ce travail est consacré à l'étude de films minces d'oxyde de silicium et de nitrure de silicium pur ou hydrogéné, respectivement élaborés par évaporation de silicium sous une atmosphère d'oxygène moléculaire ou sous un flux d'ions azote et hydrogène. Les différents films sont ensuite recuits sous vide jusqu'à 1100°C. La structure des films est caractérisée par spectroscopies d'absorption infrarouge, Raman, de photoémission de rayons X, de diffraction de rayons X en incidence rasante et par microscopie électronique à transmission. Les matériaux obtenus sont photoluminescents dans le domaine du visible et à température ambiante. L'origine de l'émission des photons est corrélée à la structure des films. Deux mécanismes de photoluminescence sont mis en évidence : celui de la recombinaison des porteurs entre les queues de bande et celui du confinement quantique des porteurs dans les grains de silicium de taille nanométrique insérés dans une matrice isolante.
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Dates and versions

tel-01746718 , version 1 (29-03-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01746718 , version 1

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Cite

Michaël Molinari. Corrélation entre propriétés structurales et propriétés de luminescence de films minces d'oxyde et de nitrure de silicium élaborés par évaporation. Autre [cond-mat.other]. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2002. Français. ⟨NNT : 2002NAN10147⟩. ⟨tel-01746718⟩
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