Etude par diffusion Raman du confinement des vibrations optiques et acoustiques dans des nanoparticules de CdSe et de silicium poreux

Raman scattering study of optical and acoustic vibrations confinement in cdse and porous silicon nanoparticles

• Auteur / Autrice : Lucien Saviot
• Direction : Bernard Champagnon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Matériaux luminescents
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bernard Champagnon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectres de vibration

Propriétés optiques

Propriétés acoustiques

Nanocristaux

Silicium poreux

Séléniure de cadmium

Mots clés libres

Physique

Résumé

L'interpretation des spectres d'absorption de particules de semi-conducteur de quelques dizaines de nanometres de rayon par le confinement quantique des electrons est aujourd'hui bien etablie. L'objet de cette these est de caracteriser la nature des vibrations acoustiques et optiques qui existent dans de telles structures. L'investigation de ces vibrations a ete realisee par spectroscopie raman resonante qui permet entre autre la determination des energies de vibration. Les limites d'une approche quantitative de ces structures consistant a prendre en compte la taille finie uniquement par l'intermediaire de la rupture de la conservation de l'impulsion au cours du processus raman ont ete etablies. La partie theorique consiste donc en la recherche des modes propres de vibration acoustiques et optiques en fonction de la taille des particules. Les resultats dans les cas ou les atomes a la surface des particules sont libres de tout mouvement ou fixes ont ete developpes ce qui permet de faire jouer un role a la nature de l'interface particule matrice dans l'interpretation des spectres experimentaux. La partie experimentale s'articule essentiellement autour de l'analyse des spectres raman obtenus pour des nanoparticules de cdse. Pour reproduire les spectres de diffusion, un modele d'elargissement des raies a ete propose. Il prend en compte un elargissement homogene dependant de la taille et un elargissement inhomogene du a la contribution au spectre raman des differentes tailles contenues dans l'echantillon etudie. Ce modele a permis de reproduire quantitativement les spectres des modes acoustiques pour cdse. Dans le cas du silicium poreux et pour les modes optiques de cds et cdse, le modele est qualitativement en accord. L'evolution des spectres avec la temperature ainsi que les effets de resonance dans cdse et cds sont egalement abordes. Malgre le fait que cds et cdse soit des materiaux tres semblables, leur spectre raman resonant different sensiblement. En particulier, une excitation selective de taille a ete observee a temperature ambiante pour cds et pas pour cdse