Nanocomposites de silicium : fabrication et caracterisation

par LAURENT MONTES

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ROLAND HERINO.

Soutenue en 1999

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce memoire presente l'etude de differents nanocomposites de silicium. Dans une premiere approche nous introduisons par electrochimie des semiconducteurs ii-vi dans des couches de silicium poreux. Les conditions de co-depot de cdte et znse sont prealablement etudiees sur electrode metallique puis sur silicium. Le depot de cdte est tres cristallin mais il degrade fortement la luminescence des couches de silicium poreux. Le depot de znse est amorphe mais preserve en revanche la photoluminescence du silicium poreux. On montre que pour des substrats de silicium de type n, le depot se realise preferentiellement en haut de la couche poreuse. Ce resultat est explique par le fait que le processus electrochimique est limite par la diffusion des especes en solution. Nous avons mis au point une localisation du depot en utilisant un eclairement infrarouge de substrats de type p pour que les electrons necessaires aux reactions electrochimiques soient generes dans la partie inferieure des couches. Le depot se propage depuis l'interface silicium poreux/silicium massif vers le sommet de la couche. Un contact intime du depot de znse avec les cristallites de silicium est mis en evidence. Les proprietes electro-optiques des nanocomposites znse/silicium formes sont nettement ameliorees par rapport aux couches simples de silicium poreux. Dans une seconde approche, des couches de silicium amorphe sont partiellement cristallisees. Pour des couches simples, un pre-traitement avec un plasma d'hydrogene accelere la cristallisation. La photoluminescence dans le domaine visible est attribuee a une diminution de la concentration de defauts dans le gap et non a un effet de confinement quantique. Des multicouches de nanocristaux de silicium dans de la silice ont aussi ete realisees ; l'hysteresis qui est observee dans les caracteristiques c-v de ces dispositifs est attribuee au blocage de coulomb des electrons dans les nanocristaux. La realisation de memoires non-volatile est demontree.


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Informations

  • Détails : 206 p.
  • Annexes : 245 ref.

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