Realisation et etude de structure a modulation d'indice optique en silicium poreux

par SUSANNA SETZU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ROBERT ROMESTAIN.

Soutenue en 1999

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce travail concernait l'etude des modulations verticales et laterales de l'indice optique dans le silicium poreux. Dans le but de realiser des structures optiques performantes, nous nous sommes interesses aux pertes dues a la rugosite des interfaces presentes dans les echantillons de silicium poreux de type p. Une etude sur l'influence de la temperature de formation du silicium poreux a ete menee dans le but de reduire ces pertes. Pour la temperature de formation de 35\c pour les courants les plus critiques, nous avons obtenu une remarquable diminution de la rugosite, qui peut aller jusqu'a un facteur 6. Cette diminution de la rugosite nous a permis de realiser des miroirs de bragg et microcavites de tres bonne qualite optique avec des coefficients de reflectivite de 99. 5% et des largeurs de mode de la cavite de 5 nm. La determination des grands coefficients de reflectivite est realise grace a des mesures tres precises de spectroscopie ring down avec une precision de 0. 01%. La caracterisation de ces structures nous a permis de mettre en evidence une difference des proprietes optiques des couches simples et des couches enterrees, la variation de l'indice optique et de la vitesse de formation a ete quantifiee par une etude de la luminescence et par la simulation des spectres de reflectivite. Nous avons montre que les molecules de colorant peuvent impregner efficacement les couches de silicium poreux, qu'elles aient une faible ou une grande porosite, et que l'impregnation peut etre favorisee par l'oxydation prealable des couches poreuses. Ces resultats montrent que le silicium poreux peut etre une tres bonne matrice pour les molecules de colorant qui restent suffisamment dispersees pour pouvoir emettre de la lumiere. L'utilisation de structures de type microcavite permet un retrecissement et une amplification de l'emission du colorant. Pour caracteriser la modulation laterale d'indice, obtenue par une photodissolution ou photoelectroformation de la couche de silicium poreux, nous avons etudie l'influence de la lumiere sur la porosite et les proprietes optiques des monocouches de silicium poreux de type p et de type n +, ce qui a determine les conditions de formation des reseaux a modulation laterale d'indice optique. La diffraction de la lumiere des echantillons ainsi obtenus a ete etudiee.


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Informations

  • Détails : 186 p.
  • Annexes : 101 ref.

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