VIBRATIONAL and optical emission SPECTOSCOPIES of porous and OXYDIZED POROUS silicon

caracterisation par Spectroscopies vibrationnelle et

D’émission optique de substrats en silicium POREUX

ET EN SILICE poreuSE

G. Louarn1*, K. Berrada2, N. Errien1, M. Ait El Fqih2, G. Froyer1, A. Kaddouri2

1Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN), BP 32229, 44322 Nantes Cedex 3, France
2 Equipe SIAM, Département de Physique, Faculté des Sciences Semlalia, BP 2390, Marrakech, Maroc
* Corresponding author. E-mail:
guy.louarn@cnrs-imn.fr

Received : 29 July 2003; revised version accepted : 28 September 2004

Abstract 

Organic molecules or macromolecules may present high non linear optical coefficients that allow the related materials to be useful in optical networks. A composite materials made of organic materials included in porous silicon might be a good compromise to the fabrication of optical guides. In this work, porous and oxydized porous silicon are previously obtained by electrochemical anodization on one face of silicon wafers highly doped. Porous materials are investigated by Infrared absorption, SEM and optical emission spectroscopy. In order to obtain information about interface, (chemical bonds,…), a attention is done to optical emission spectroscopy. Emissions of light after ionic sputtering of the surfaces are studied in the 200-590 nm range. Indeed, if the qualitative analysis seems to be clear, the quantitative study is very dependent of the chemical environment introduced during the preparation of the substrate.

Keywords: Porous silicon; IR absorption; Sputtering; Optical emission; ASSO; SEM.

Résumé

La perspective de fabrication d’un guide d’onde optiquement actif constitué par du silicium poreux ou de la silice poreuse et d’un matériau organique semble correspondre aux attentes en optoélectronique. Après la phase de préparation des substrats en silicium poreux oxydés et non oxydés, nous avons étudié les propriétés vibrationnelle et d’émission optique de ces matériaux. Afin de bien connaître la nature des fonctions chimiques de la surface des pores, un aspect particulier a été accordé à l’analyse de ces surfaces par spectroscopie d’émission optique (ASSO). La lumière émise après bombardement ionique de ces surfaces a été analysée dans un domaine de longueur d’onde qui s’étend de 200 à 590 nm. Si l’analyse qualitative de ces matériaux est claire, l’analyse quantitative dépend de façon complexe de l’environnement matriciel des corps étrangers que nous envisageons de greffer dans ces substrats. Nous souhaitons à travers la caractérisation des substrats apporter des informations sur les problèmes d’interfaces qui peuvent accompagner la préparation de ces composés.

Mots clés : Silicium ; Silice ; Porosité ; IR absorption ; Pulvérisation ; Emission optique ; ASSO ; MEB.

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