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Silicium poreux à partir de silicium amorphe : états électronique et luminescence

par Allongue Philippe, Anne-Marie - publié le , mis à jour le

Participants : Ionel Solomon, Jean-Noël Chazalviel, François Ozanam

Doctorants : Kamila Rerbal (2004)

Nous avons étudié la formation et la luminescence du silicium poreux obtenu à partir de silicium amorphe hydrogéné en vue d’applications dans le domaine de l’affichage en grande surface. Actuellement, nos efforts se poursuivent dans deux directions :

- la caractérisation des états électroniques localisés responsables de la luminescence. La luminescence est due à la recombinaison d’électrons et de trous. Nous avons mis au point une technique de spectroscopie infrarouge photomodulée, dont l’avantage principal est de pouvoir sonder séparément les électrons et les trous. Un modèle permet d’extraire des informations quantitatives à partir des résultats expérimentaux.

- l’obtention et la caractérisation de matériau poreux à partir d’alliages amorphes de silicium et de carbone. Nous avons trouvé que le matériau poreux obtenu contient plus de carbone que le matériau amorphe de départ par suite de dissolution sélective. Il en résulte une luminescence décalée vers le visible, ce qui est favorable pour les applications dans le domaine de l’affichage.

Figure : Si amorphe déposé sur des lames d’inox. Les ronds colorés sont les régions rendues poreuses par dissolution électrochimique

Publications :
"Temperature dependence of photoluminescence in amorphous Si1-xCx:H films",
K. Rerbal, I. Solomon, J.-N. Chazalviel and F. Ozanam, Eur. Phys. J. B 51 (2006) 61-64.

"Visible luminescence of porous amorphous Si1-xCx:H due to selective dissolution of silicon", K. Rerbal, F. Jomard, J.-N. Chazalviel, F. Ozanam and I. Solomon, Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 45

"Tail widths in hydrogenated amorphous silicon and amorphous silicon carbon alloys measured by photomodulated infrared spectroscopy", K. Rerbal, J.-N. Chazalviel, F. Ozanam, and I. Solomon, Phys. Rev. B 66 (2002) 184209

"Spatial vs quantum confinement in porous silicon nanostructures", R. B. Wehrspon, J. –N. Chazalviel, F. Ozanam, I. Solomon, Eur. Phys. Journal B, 8 (1999) 179-193