Laboratoire Francis PERRIN
URA CNRS-CEA 2453
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Les nanocristaux de silicium : synthèse, propriétés, et applications Thèses ou HDR SPAM
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09/11/2007 à 10h30

Frédéric LACOUR, Groupe Edifices Nanométriques
Ce travail s’inscrit dans la thématique des nanosciences et concerne d'une part la synthèse du silicium nanocristallin, d'autre part l'étude de ses propriétés de photoluminescence (PL) après passivation en voie sèche ou humide. Cette propriété due au confinement quantique dans les petits cristaux est en effet recherchée pour de nombreuses applications: traceurs fluorescents, optoélectronique, photovoltaïque, etc…La synthèse de nanocristaux de silicium est très difficile par voie chimique et la mise au point de méthodes capables d'en produire est donc un enjeu important. Le défi était d’arriver à produire des grains de très petite taille (<10 nm) tout en conservant des quantités notables. Je présenterai comment, au cours de ce travail, la pyrolyse laser a permis d'obtenir en quantité pondérable des grains de silicium d’une taille entre 4 et 8 nm. Les efforts sur la maîtrise de la synthèse des nanocristaux passent aussi par la mise au point d'un dispositif d'extraction des nanoparticules par jet supersonique et la mesure de masse des particules in situ, par temps de vol a été mise en place. Nous avons également étudié différentes voies de passivation des particules : oxydation naturelle et voie chimique qui permet entre autres une plus grande facilité de manipulation des poudres. Je présenterai aussi quelques résultats concernant la mise au point des amplificateurs sur le principe de fibres optiques co-dopées avec des nc-Si et des ions erbium. Un transfert d'énergie Er-Si a été observé dans des échantillons de silice élaborés par sol-gel et co-dopés avec des nc-Si et des ions erbium. Ce travail est donc encourageant pour des tests dans une configuration de fibre optiques.