Propriétés de luminescence de films d’oxyde de silcium dopés à l’erbium

Photoluminescence properties from Er-doped silicon oxid films

• Auteur / Autrice : Ganye Wora Adeola
• Direction : Michel Vergnat, Hervé Rinnert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et Chimie de la Matière et des matériaux
• Date : Soutenance le 20/12/2007
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Physique des Matériaux
• Jury : Président / Présidente : Abdallah Ougazzaden
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Vergnat, Hervé Rinnert, Abdallah Ougazzaden, Fabrice Gourbilleau, Abdelilah Slaoui, Anne-Marie Jurdyc
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Fabrice Gourbilleau, Abdelilah Slaoui

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silicium -- Couches minces

Erbium

Silice

Photoluminescence

Mots clés libres

Nanocristaux de silicium

Résumé

Ce travail de thèse porte sur la photoluminescence (PL) de l’erbium à 1,54 µm dans deux systèmes contenant des particules de silicium. Le premier système contient des nanoristaux de silicium de taille contrôlée obtenus dans des multicouches SiO/SiO2 recuites à haute température. Un phénomème de couplage est mis en évidence entre les nc-Si et les ions Er3+. La PL à 1,54 µm a été étudiée en fonction de la taille des nc-Si. Le second système est constitué par des couches minces SiOx (x _ 2). Ces films ne contenant pas de nc-Si présentent un signal de PL intense à 1,54 µm avec un maximum pour l’échantillon SiO1 recuit à 700°C. L’origine de cette PL est corrélée à la structure des films. Des mesures de PL résolue en temps à 300 K et à 4 K ont permis d’étudier les mécanismes de luminescence à 1,54 µm.

Photoluminescence (PL) at 1.54 µm from erbium is studied in two systems containing silicon clusters. The first one consists of size-controlled silicon nanoclusters (Si-nc) obtained by annealing SiO/SiO2 multilayers. A coupling effect between Si-nc and Er3+ ions has been proved. The Si-nc size effect on PL at 1.54 µm has been also studied. The second system consists of SiOx (x _ 2) films. These films which not contain Si-nc show intense PL at 1.54 µm and the maximum is obtained for the SiO1 sample annealed at 700°C. The origin of this PL is correlated to the structure of the films. Time-resolved PL measurements at room-temperature and at helium temperature have been performed to study the luminescence mechanisms at 1.54 µm.