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MAIRE Carole

Caractérisation des propriétés optiques des nanocristaux de silicium par ellipsométrie spectroscopique. MAIRE Carole. L aboratoire de P hysique des M ilieux D enses Université Paul Verlaine-Metz. PLAN. Objectifs du stage. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique.

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Presentation Transcript

  1. Caractérisation des propriétésoptiques des nanocristaux de silicium par ellipsométrie spectroscopique. MAIRE Carole Laboratoire de Physique des Milieux DensesUniversité Paul Verlaine-Metz

  2. PLAN • Objectifs du stage. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. 3. Principe d’exploitation des mesures. • Présentation des résultats expérimentaux. 5. Conclusion.

  3. 1. Objectifs du stage Déterminer les propriétés optiques de nanocristaux de Silicium Présentation des échantillons étudiés. Nanocristaux de Silicium Couche de SiN Substrat de Si

  4. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. Mathématicien allemand Paul Drude (1863-1906) L’ellipsométrie est une technique optique d’analyse de surface fondée sur la mesure du changement de l’état de polarisation de la lumière après réflexion sur une surface plane.

  5. Ex =0° ou 180° Ey Ex ≠ Ey et/ou  ≠ 90° Ex Ey

  6. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. sont les angles ellipsométriques

  7. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. Le montage utilisé Polariseur Glazebrook

  8. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. Le montage utilisé

  9. 2. Présentation de l’ellipsométrie spectroscopique. Résumé Méthode de Hadamard Modulation du flux lumineux incident par le polariseur tournant Mesure des angles ellipsométriques Décomposition en série de Fourier Comparaison avec un modèle adapté Détermination des paramètres optiques recherchés.

  10. 3. Principe d’exploitation des mesures Principe général • Milieux hétérogènes : approximation nécessaire : théorie des milieux effectifs • Interprétation des mesures: les lois de dispersion Inversion et Modèle Paramètres (ni, ki, di,..) recherchés (, )

  11. (exp,exp) (mod,mod) Expérience Grandeurs mesurés 2 Modèle  ou E

  12. 3. Principe d’exploitation des mesures Caractérisation d’un échantillon Echantillon 14 Arc 700 • Premier modèle élaboré • Comparaison des paramètres ellipsométriques

  13. La valeur de est trop grande !! Le Silicium cristallin est inadapté pour décrire les propriétés optiques des Nanocristaux de Silicium !!

  14. 3. Principe d’exploitation des mesures Caractérisation d’un échantillon Echantillon 14 Arc 700 • Second modèle élaboré : avec une loi de dispersion • Comparaison des paramètres ellipsométriques

  15. 4. Présentation des résultats expérimentaux. Comparaison des paramètres ellipsométriques

  16. 4. Présentation des résultats expérimentaux. Détermination des propriétés optiques des nanocristaux de Silicium Echantillons 14/14

  17. 4. Présentation des résultats expérimentaux. Graphe Eg en fonction de la taille des nanocristaux de Silicium Elargissement du gap optique par confinement quantique.

  18. CONCLUSION • Intérêts de l’ ellipsométrie. • Applications : Intérêts des nanocristaux de Silicium.

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