Colloque

Synthèse et étude des propriétés optiques de semi-conducteurs nanométriques

Jérôme Loicq

Yves Lion

Yvon Renotte

Membre a labase

Jérôme Loicq

Résumé du colloque

La synthèse de matériaux de dimensions nanométriques a connu un essor spectaculaire au cours de ces dernières années : des structures de taille et de forme contrôlées (particules, fils ou films), allant d’un amas de quelques atomes à des nanostructures de plusieurs milliers d’atomes, peuvent actuellement être fabriquées avec une architecture pré-définie. En plus du remarquable exploit que constitue en elle-même la maîtrise de structures à l’échelle du nanomètre, le régime nanométrique possède des propriétés spécifiques. En effet, les propriétés chimiques et physiques des structures nanométriques, notamment les propriétés optiques, sont affectées par le confinement des électrons qui les composent. Elles dépendent dès lors fortement de la taille et de la forme des particules et peuvent être très différentes de celles rencontrées à l’échelle macroscopique, ouvrant la porte ainsi à de nouvelles applications. Dans les matériaux semi-conducteurs que nous étudions, les effets non linéaires prédominants sont les résultats du confinement de l’exciton, quasi-particule ou quantum d’énergie apparaissant lors de la liaison d’un « trou » (ou vacance d’électron dans la bande de valence), et d’un électron (de la bande de conduction). L’exciton, assimilé à une particule, présente en effet, une extension spatiale déterminée : rayon de Bohr pour plusieurs composés de type II-VI : CdS : 2.8 nm, CdSe : 4.9 nm, CdTe : 9.5 nm. Dans les nanocristaux semi-conducteurs, les effets du confinement s’accompagne d’une modification des états d’énergie et de la structure de bande initialement existante dans le matériau macroscopique. Ces états évoluent en fonction de la taille et la forme du nanomatériau, ce qui rend ces derniers adaptables. L’évolution de paramètres tels que la force d’oscillateur en fonction de la taille, modifient considérablement les propriétés d’interaction entre la lumière et la matière, et donc les propriétés optiques non-linéaires des nanomatériaux. Nous étudions ces dernières par la méthode du Z-scan (méthode de détermination de la susceptibilité non linéaire d’ordre 3). Le processus de synthèse de ces matériaux repose sur une méthode électrochimique développée par le service des sciences des matériaux et d’électrochimie de l’ULB (Université libre de Bruxelles) : la sono-électrochime. Cette méthode utilise sur la germination du composé recherché, en l’occurrence le CdTe, sur une électrode de Titane par voie électrochimique, détachée ensuite par une onde ultrasonore intense. Une fois les conditions de dépôt connues, les tailles des particules dépendent essentiellement du temps de déposition.

Contexte

Section :

Optique guidée et photonique 7

Thème du colloque :

Optique guidée et photonique 7

Hôte : Université Laval

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Titre du colloque :

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