Comportement de la photoluminescence

dans le silicium poreux

préparé par Attaque Chimique EN Phase Vapeur

K. Daoudi1, M. Saâdoun1, B. Bessaïs1*, H. Ezzaouia1, M. Oueslati2

1 Institut National de Recherche Scientifique et Technique, Laboratoire des Applications Solaires. Groupe de Photovoltaïque et des Matériaux Semiconducteurs, BP 95, 2050 Hammam-Lif, Tunisie. Fax: 216-1-430 934,

2 Laboratoire de Spectroscopie Raman, Faculté des Sciences de Tunis, Département de Physique, 1060 Le Belvédère, Tunis,

* Corresponding author. E-mail : Brahim.Bessais@inrst.rnrt.tn

Receveid :20 November 2000; revised version accepted 24 September 2001

Abstract

We analyse the photoluminescence (PL) behaviour of Porous Silicon (PS) prepared by Chemical Vapour Etching. This technique consists of exposing various silicon substrates having different doping types and crystalline orientations to acid vapours issued from a mixture of HNO3/HF. The effects of the temperature of the HNO3/HF mixture, the doping type and the crystallographic orientation of the substrate have been studied.

Resonant PL shows that light emission in PS originates through multiphonon relaxations analogous to those observed in crystalline Si. These results show that the PL emission comes from transitions between states confined inside the Si nanostructures of the PS. The PL behaviour versus temperature and excitation energy is also discussed.

Keywords: Porous Silicon ; Etching ; Photoluminescence ; Nanostructures.

Résumé

Ce travail s’intéresse à l’étude du comportement de la Photoluminescence (PL) du Silicium Poreux (SP) préparé par Attaque Chimique en Phase Vapeur (ACPV). Cette technique consiste à exposer des substrats de silicium de divers dopages et orientations cristallines aux vapeurs issues d’un mélange HNO3/HF. Les effets de la température du mélange HNO3/HF, du dopage et de l’orientation cristallographique du substrat de Si sont étudiés.

L’étude de la PL résonante montre que l’émission de la lumière dans le SP se fait à travers des relaxations multiphonons analogues à celles observées dans le Si cristallin. Ces résultats montrent que l'émission de la PL provient de transitions entre des états confinés à l'intérieur des nanostructures de Si formant le SP. Les comportements de la PL en fonction de la température et de l’énergie d’excitation sont aussi discutés.

Mots clefs : Silicium poreux ; Photoluminescence ; Nanostructures.

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