Thèse soutenue

Analyse temporelle des mécanismes de luminescence du silicium poreux
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Auteur / Autrice : Irina Mihalcescu
Direction : Jean-Claude Vial
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Optoélectronique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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Dans ce travail, nous avons etudie certains aspects du mecanisme de la luminescence du silicium poreux. La particularite de l'approche a ete le suivi simultane de l'intensite, des temps de vie et de la forme du declin de la pl en fonction des plusieurs parametres tels que: la temperature, le niveau d'oxydation anodique et l'intensite d'excitation. Nous decrivons la structure poreuse comme un ensemble de cristallites de dimensions nanometriques, interconnectees par des ponts de silicium ou de silice. Le premier niveau excite dans ces cristallites est localise, les porteurs se retrouvant confines dans un point quantique. Par contre, les niveaux excites superieurs sont etendus sur plusieurs cristallites, les porteurs etant confines dans un fil quantique. Pour des temperatures plus petites que 250k, nous avons conclu que les porteurs sont localises et une description de la dynamique de recombinaison limitee par l'effet tunnel est valable dans toute cette gamme des temperatures. A plus hautes temperatures, le changement de la forme du declin et la forte decroissance de l'intensite de la pl ont ete associes a une delocalisation progressive des porteurs par activation thermique. Dans ce cadre, l'evolution contraire, enregistree au cours de l'oxydation anodique du silicium poreux, est assimilee a une localisation progressive des porteurs par l'accroissement des barrieres de potentiel du a l'oxydation des ponts reliant les cristallites. Le dernier volet de ce travail comporte une etude de l'evolution de l'intensite de la pl en fonction de l'intensite d'excitation. La saturation de la pl, detectee dans un regime de fortes intensites d'excitation, a ete attribuee a une intensification de la recombinaison auger. La meme explication est ensuite utilisee pour justifier la diminution du rendement de luminescence dans un regime de forte injection electrique