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Lou, Nelson. Couches supportées et membranes ultraminces à base de silicium : fabrication et spectrométrie raman-brillouin

Lou, Nelson (2009). Couches supportées et membranes ultraminces à base de silicium : fabrication et spectrométrie raman-brillouin.

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Résumé en francais

Les progrès de la Micro et maintenant de la Nanoélectronique conduisent à la diminution de la taille des composants, et requièrent par la même occasion de développer des méthodes de caractérisation appropriées et performantes. C'est dans ce contexte que nous nous sommes intéressés à l'utilisation du son, dans le domaine térahertz, comme une sonde de la matière à l'échelle nanométrique dans des expériences de diffusion inélastique de la lumière. A cet effet, nous avons étudié la diffusion Raman-Brillouin de couches ultraminces de silicium, impliquant l'interaction entre états électroniques localisés et phonons acoustiques ayant des longueurs d'onde dans la gamme nanométrique. Dans l'optique d'étudier l'effet de son environnement sur la diffusion Raman-Brillouin d'une couche ultramince de silicium, nous avons fabriqué des systèmes modèles formées d'empilements de couches nanométriques de différents matériaux (silicium, nitrure de silicium et oxyde de silicium) sur substrat ou sous forme de membranes. Un spectromètre Raman ultra-performant dans le domaine des basses fréquences et équipé d'une optique d'entrée originale nous a permis d'étudier la diffusion Raman-Brillouin de ces systèmes modèles. Nous avons systématiquement comparé les spectres expérimentaux à des simulations réalisées dans le cadre du modèle photoélastique. Cette comparaison systématique nous a permis d'identifier les rôles des cavités acoustiques et optiques et de proposer des critères et une méthodologie permettant d'analyser quantitativement les données expérimentales. L'approche développée s'est avérée être particulièrement sensible à la présence de couches d'oxydes et interfaciales dont les épaisseurs n'excèdent pas 2 nm. Les comparaisons fructueuses entre expérience et simulations indiquent que la modélisation utilisée est pertinente et que l'approche présente un potentiel intéressant pour la métrologie à l'échelle nanométrique.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Groenen, Jesse
BenAssayag, Gérard
Ecole doctorale:Sciences de la matière (SdM)
laboratoire/Unité de recherche :Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales (CEMES), UPR 8011
Mots-clés libres :Acoustique - Phonon - Diffusion - Raman - Brillouin - SOI - Membrane - Optique
Sujets :Physique
Déposé le :25 Nov 2009 16:03