Thèse soutenue

Environnement des ions erbium dans des couches minces de Ca1-xErxF2+x épitaxiées sur silicium

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Auteur / Autrice : Thierry Cesaire
Direction : Albert-Serge Barrière
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Instrumentation et mesures
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Bordeaux 1

Résumé

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Les fibres optiques de silice, frequemment utilisees, ont un minimum d'absorption a 1530nm alors que les diodes laser communement utilisees pour les telecommunications optiques, telles que ingaas, emettent a 980nm. Nous avons donc envisage la realisation de composants luminescents a 1500nm hybrides sur silicium. Les couches minces de fluorure de calcium dope erbium sont de bonnes candidates pour servir de convertisseurs de luminescence. En effet, l'ion erbium possede des niveaux resonnants a 980nm et 1530nm et le caf#2 (cfc fluorine) peut s'epitaxier sur des substrats de silicium (cfc diamant). Les echantillons sont fabriques par ejm (epitaxie par jets moleculaires). La croissance est controlee par diffraction d'electrons de haute energie en incidence rasante (rheed). Differentes techniques de caracterisation ont ete utilisees pour analyser les couches ; en particulier, la diffusion rutherford (rbs) nous permet de determiner leur composition, leur epaisseur, la repartition des principaux constituants dans le volume des couches ainsi que la qualite de l'epitaxie des films. Nous visualisons les niveaux energetiques des ions er#3#+ par des etudes de luminescence. A temperature ambiante l'intensite de luminescence depend fortement de l'environnement proche des ions er#3#+. Dans un premier temps une description de celui-ci fait appel a des etudes de photoluminescence a 2k qui permettent de reveler l'influence du champ cristallin (effet stark). L'analyse fine des sites a fait appel a des techniques plus specifiques: l'exafs (extended x-ray absorption fine structure) et la rpe (resonance paramagnetique electronique). La premiere permet de calculer la distance et le nombre de voisins entourant les ions erbium, la seconde de repertorier les differents sites de la terre rare. Signalons enfin que des etudes electriques de ces couches sont en cours dans le but de realiser des composants electroluminescents. Ces travaux, qui presentent une ouverture dans le domaine de l'optique guidee, sont menees en collaboration avec france telecom