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La spectroscopie femtoseconde comme outil de caractérisation des états de surface des semiconducteurs

Maxime Bernier
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Maxime Bernier

Résumé de la communication

Les liaisons pendantes en surface des semiconducteurs (SC) sont autant de pièges à électron qui limitent l’efficacité énergétique des cellules solaires. Une des solutions passe par la passivation de surface qui permet de diminuer la densité de ces pièges, mais aucune méthode de caractérisation ne permet actuellement de faire une mesure dynamique et non destructive de cette densité d’état de surface. Nous proposons ici une telle technique, éprouvée sur des couches de nitrure (SiN) déposées à la surface de GaAs. Un laser délivre un train d’impulsion d’une durée de 100 femtosecondes (fs) avec une cadence de 80MHz. Ce train d’impulsion est divisé en deux faisceaux appelés « sonde » et « pompe ». La pompe est focalisée sur le semiconducteur (SC) étudié, créant des électrons libres qui tendent à se relaxer par des processus de recombinaison de volume et de surface différents. La sonde quant à elle, vient se réfléchir sous incidence oblique à la surface de ce SC dont l’indice de réfraction dépend de la densité de porteurs libres présents dans une zone de quelques dizaines de nanomètres sous la surface. L’intensité sonde réfléchie est donc modulée en proportion de la densité de ces porteurs dont l’évolution temporelle nous informe de la densité d’état de surface. Un simple décalage temporel pas à pas de l’impulsion sonde par rapport à la pompe, permet de suivre la dynamique de recombinaison de surface des porteurs libres avec une résolution temporelle de quelques dizaines de fs, et une résolution spatiale de quelques microns.

Contexte

Section :
L'Énoncé de politique des trois Conseils nouvelle version : application au contexte québécois
news icon Domaine de la communication :
L'Énoncé de politique des trois Conseils nouvelle version : application au contexte québécois
section icon Date : 10 mai 2011
host icon Hôte : Université de Sherbrooke, Université Bishop’s

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