Transfert d’énergie entre nanoclusters de Silicium et Erbium

Ce travail concerne l’analyse et l’optimisation d’un matériau alternatif aux interconnexions métalliques des circuits intégrés. Le matériau photonique en question est une matrice de SiO2 contenant des nanoclusters de silicium (nc-Si) et des ions erbium (Er3+). Grâce à un transfert d’énergie entre nc-Si et Er3+, l'excitation (indirecte) des ions Er3+ est améliorée de trois ordres de grandeur, permettant ainsi une émission intense à la longueur d'onde de 1,5 µm. L’objectif est d’optimiser les propriétés d’émission de l’erbium à 1,5 µm, et pour ce faire de maximiser le transfert entre nc-Si et Er3+. Les travaux sont axés tout d'abord sur les traitements thermiques ainsi que sur l’effet de l’épaisseur de la couche mince sur les propriétés optiques du matériau. Il est ensuite montré que les ions Er3+ bénéficient d’une excitation multi-niveaux par les sensibilisateurs nc-Si. Une dernière partie du travail de thèse concerne la fabrication et l'optimisation de diodes électroluminescentes au sein de matrice oxydes ou nitrures et émettant efficacement à 1,5 μm.