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Catégorie : Soutenances de thèse et de HDR

Mercredi 3 février 2021 : Soutenance de thèse de Fatme TRAD : Influence de linsertion de bore et de phosphore sur les propriétés optiques et structurales des nanocristaux de silicium dans une matrice de silice

 Fatme TRAD Doctorante au sein de l'équipe "Nanomatériaux et Optique" de l'Institut Jean Lamour, soutient sa thèse intitulée :

"Influence de linsertion de bore et de phosphore sur les propriétés optiques et structurales des nanocristaux de silicium dans une matrice de silice"

 

Date et lieu :
Mercredi 3 février 2021 à 9h30
Institut Jean Lamour

En raison des conditions sanitaires actuelles, la soutenance se déroulera en visio .

 

Composition du jury :

Directrice de thèse :

- M.Vergnat Michel
Professeur,HDR, Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

 

Co-directeur de thèse :

M.Rinnert Hervé
Professeur,HDR, Institut Jean Lamour, Université de Lorraine

 

Rapporteurs :

- Mme Bonafos Caroline
Directrice de recherche CNRS, HDR

- M. Masenelli Bruno
Professeur Institut National des Sciences Appliquées Lyon, HDR

 

 Examinateurs :

- M. Gourbilleau Fabrice
Directeur de recherche CNRS, HDR

- M.Talbot Etienne
Maître de Conférences Université de Rouen

 

Résumé :
Ce travail de thèse concerne le dopage de nanocristaux de Si avec du phosphore ou du bore. Bien que le dopage de Si massif soit bien maîtrisé aujourd’hui, il reste des défis à relever et beaucoup de questions restent ouvertes concernant la possibilité de doper électriquement des nanocristaux de Si insérés dans une matrice isolante. Il est notamment nécessaire de connaître la localisation du dopant, c’est-à-dire s’il est dans le nanocristal, à l’interface ou dans la matrice, et de connaître son état d’activation électrique, c’est-à-dire s’il est en position substitutionnelle ou en position interstitielle.
L’objectif de notre étude a été d’élaborer, par la technique d’évaporation sous ultravide, des nanocristaux de silicium insérés dans une matrice de silice, en présence de dopants de phosphore ou de bore. Deux systèmes ont été étudiés : des films minces d’alliages SiO1,5 et des multicouches SiO1,5 /SiO2.
Nous avons d’abord étudié le dopage des nanocristaux de Si par des atomes de bore. Nous avons ainsi montré l’influence du bore sur les propriétés optiques de nanocristaux de silicium insérés dans une matrice d’oxyde SiOx, en élaborant des alliages SiO1,5B avec différentes concentrations en bore comprises entre 1 et 30 % at. En étudiantdes multicouches SiO/SiO2 dopées avec du bore, nous avons alors montré que le bore diffusait peu dans ces matériaux et avons déterminé sa localisation par microscopie électronique à transmission.
Nous avons ensuite étudié le dopage des nanocristaux de Si par des atomes de phosphore. Cet élément, en diffusant dans le matériau, joue un rôle important sur la croissance des nanocristaux de Si et sur la démixtion des couches de SiO. Afin de comprendre les mécanismes physiques mis en jeu, nous avons fait une étude par la technique de photoluminescence à température ambiante et à basses température qui montre le rôle passivant du phosphore, en lien avec la localisation de ces impuretés qui a été obtenue à partir d’observations de microscopie électronique et de sonde atomique tomographique.