Si Nanodots

IntroduzioneApplicazioni

Preparazione eAnalisi deiCampioniSputter

RBS

Annealing

Fotoluminescenza

Analisi desglispettri RBS

Analisi diFotoluminescenzaSpettri

Vite Medie

Conclusioni

Si NanodotsProduzione e Caratterizzazione di Nanodot di Silicio

Ferro Valentina

Caruso Giuseppe Lo Faro JosèStornante Rosario Ventura Luigi

Università degli Studi di CataniaFacoltà di Scienze MM. FF. e NN. - CdL in Fisica

19 Luglio 2012

Si Nanodots 19-07-12 1/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Outline

1 IntroduzioneApplicazioni

2 Preparazione e Analisi dei CampioniSputterRBSAnnealingFotoluminescenza

3 Analisi desgli spettri RBS

4 Analisi di FotoluminescenzaSpettriVite Medie

5 Conclusioni




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Outline





5 Conclusioni




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Outline





5 Conclusioni




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Outline





5 Conclusioni




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Outline





5 Conclusioni




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Fotonica su Sig

Il Problema:Il Si ha band-gap indiretta

η =wrad

wnonrad + wrad

La Soluzione:Confinamento quantico→ Si nanodots




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Fotonica su Sig

Il Problema:Il Si ha band-gap indiretta

η =wrad

wnonrad + wrad

La Soluzione:Confinamento quantico→ Si nanodots




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Nanodot come emettitori di luceFenomeno del confinamento quanticog

Per una buca tridimensionale:

Econfined−gap = Ebulk−gap +~2π2

2

(1

m∗e

+1

m∗h

) n2x

L2x

+n2

y

L2y

+n2

z

L2z

Per una buca sferica di raggio r :


2

(1

m∗e

+1

m∗h

)( 1

r2

)




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Nanodot come emettitori di luceFenomeno del confinamento quanticog

Per una buca tridimensionale:


2

(1

m∗e

+1

m∗h

) n2x

L2x

+n2

y

L2y

+n2

z

L2z

Per una buca sferica di raggio r :


2

(1

m∗e

+1

m∗h

)( 1

r2

)




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Si NanodotsProduzione e Applicazioni g

Nanodots di Si possono essere prodotti in matrice di SiO2 tramitetrattamento termico di ossidi substechiometrici. Dimensioni econcentrazione dei dot possono essere controllati

Concentrazione di Si in eccesso

Temperatura di annealing

Dimensioni e concentrazioni dei dot determinano le proprietà ottiche

λemissione ∝ r 2

Distribuzione in taglia→ accoppiamento tra dot di r diversi

ApplicazioniAccoppiamento (aumento della σeccitazione) con drogantiFotonica su Silicio!




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni






λemissione ∝ r 2






RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni






λemissione ∝ r 2






RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni






λemissione ∝ r 2






RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni





RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Processo di SputterProduzione di Ossidi Substechiometrici g

Parametri di Sputtering

Pressione 49× 10−4mbarPotenza al target

500Watt per il SiO2100Watt per il Si

Tempo di deposizione 60′

Temp. Substrato 400C

Campioni ProdottiSi0.36O0.64

Si0.38O0.62

Si0.42O0.58

Si0.44O0.56 : Er




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Processo di SputterProduzione di Ossidi Substechiometrici g

Parametri di Sputtering

Pressione 49× 10−4mbarPotenza al target

500Watt per il SiO2100Watt per il Si

Tempo di deposizione 60′

Temp. Substrato 400C

Campioni ProdottiSi0.36O0.64

Si0.38O0.62

Si0.42O0.58

Si0.44O0.56 : Er




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Rutherford Backscattering SpectrometryAnalisi delle concentrazioni g

Caratteristiche del fascio

Ione: 4He+

Energia: 2MeV

Caratteristiche del rivelatore

Angolo Solido Ω: 0.92mstr

Angolo di Rivelazione ϕ: 15




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni



Ione: 4He+

Energia: 2MeV







RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni



Ione: 4He+

Energia: 2MeV







RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Processo di AnnealingNucleazione dei Nanodot in Sig

Si Si

SiOx SiO2

Si Nanodots

Temperature di Annealing

36% , 38% , 42% Si

+1000C+1050C+1100C

44% Si : Er +900C




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Analisi di fotoluminescenzag

Laser Ar, λ=488 nm

Misuratore di Potenza

CristalloAcusto-Ottico

CampioneLentiMonocromatoreRivelatore

Frequenze di eccitazione

55Hz per i SiOx11Hz per Si0.44O0.56 : Er

Misure effettuateMisure di spettri di PLTempi di vita media misurati alle seguenti lunghezzed’onda:λ = 800nm→ tutti i campioni (tranne Si0.44O0.56 : Er )λ = 700nm→ Si0.42O0.58λ = 900nm→ Si0.36O0.64, Si0.42O0.58

λ = 1533nm→ Si0.44O0.56 : Er




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


Laser Ar, λ=488 nm







λ = 1533nm→ Si0.44O0.56 : Er




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


Laser Ar, λ=488 nm







λ = 1533nm→ Si0.44O0.56 : Er




RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Analisi degli spettri RBSStechiometria degli ossidi substechiometricig

0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 , 0 1 , 2 1 , 40

5

1 0

1 5

2 0

2 5

Norm

alized

Yield

E n e r g y ( M e V )

Conc. Nominale 36%Si

0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 , 0 1 , 2 1 , 40

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

Norm

alized

Yield


0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

3 5 0 0

4 0 0 0

Coun

t


0 , 5 0 0 , 7 5 1 , 0 0 1 , 7 0 1 , 7 5 1 , 8 0 1 , 8 5 1 , 9 00

1 0

2 0

3 0

Norm

alized

Yield


E r


Si Nanodots 19-07-12 10/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Analisi degli spettri RBSStechiometria degli ossidi substechiometricig

0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 , 0 1 , 2 1 , 40

5

1 0

1 5

2 0

2 5

8 3 k e V

1 1 8 8 C o u n t

5 9 6 C o u n t

9 4 k e V

Norm

alized

Yield


0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

3 5 0 0

Coun

t


0 , 4 0 , 6 0 , 8 1 , 0 1 , 2 1 , 40

5

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

7 6 k e V

Norm

alized

Yield


5 4 6 C o u n t

1 2 5 0 C o u n t

7 9 k e V

0

5 0 0

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

3 0 0 0

3 5 0 0

4 0 0 0

Coun

t


0 , 5 0 0 , 7 5 1 , 0 0 1 , 2 50

1 0

2 0

3 0

Norm

alized

Yield

E n e r g y [ M e V ]

0

2 5 0

5 0 0

7 5 0

1 0 0 0

1 2 5 0

1 5 0 0

1 7 5 0

2 0 0 0

6 0 k e V

5 2 k e V

3 1 2 c o u n t s

6 2 6 c o u n t s

Coun

ts


Stechiometria da RBS36.6± 1.8%Si38%Si43.6± 2.2%Si43.2± 2.2%Si +Er ∼ 4E15atm/cm2

Si Nanodots 19-07-12 10/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Analisi di FotoluminscenzaStudi effettuati g

36% Si 38% Si 42% Si 44% Si : Er

+900C

+1000C

+1050C

+1100C

Si Nanodots 19-07-12 11/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


36% Si 38% Si 42% Si 44% Si : Er

+900C

+1000C F

+1050C F

+1100C F

Studio al variare della temperatura

Si Nanodots 19-07-12 11/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


36% Si 38% Si 42% Si 44% Si : Er

+900C

+1000C

+1050C

+1100C F F F

Studio al variare della concentrazione di Si in eccesso

Si Nanodots 19-07-12 11/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


36% Si 38% Si 42% Si 44% Si : Er

+900C F

+1000C

+1050C

+1100C

Studio dell’accoppiamento SiNanodot-Er

Si Nanodots 19-07-12 11/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Spettri di Fotoluminescenza36%Si al variare della temperatura g

6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0

0 , 0 0

0 , 0 2

0 , 0 4

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

PL In

tensity

[a.u.

]

W a v e l e n g t h [ n m ]

1 0 0 0 ° C 1 0 5 0 ° C 1 1 0 0 ° C

Si Nanodots 19-07-12 12/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

0 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


1 0 0 0 ° C 1 0 5 0 ° C 1 1 0 0 ° C

3 0 7 n m1 6 5 n m1 7 5 n m

8 7 48 1 58 2 0

Si Nanodots 19-07-12 12/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

0 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


1 0 0 0 ° C 1 0 5 0 ° C 1 1 0 0 ° C

3 0 7 n m1 6 5 n m1 7 5 n m

8 7 48 1 58 2 0

Lunghezza d’ondaDiminuisce al crescere della temperatura

1000C ↔ λ = 874nm

1050C ↔ λ = 820nm

1100C ↔ λ = 815nm

LarghezzaDiminuisce al crescere della temperatura

1000C ↔ FWHM = 307nm

1050C ↔ FWHM = 175nm

1100C ↔ FWHM = 165nm

Si Nanodots 19-07-12 12/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0

0 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


1 0 0 0 ° C 1 0 5 0 ° C 1 1 0 0 ° C

3 0 7 n m1 6 5 n m1 7 5 n m

8 7 48 1 58 2 0

Raggio medio dei nanodotDiminuisce al crescere della temperatura

1000C ↔ λ = 874nm⇒ < r >= 1.90± 0.01

1050C ↔ λ = 820nm⇒ < r >= 1.67± 0.01

1100C ↔ λ = 815nm⇒ < r >= 1.65± 0.01

Distribuzionein tagliaDiminuisce al crescere

della temperatura

Si Nanodots 19-07-12 12/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Spettri di FotoluminescenzaAl variare della concentrazione di Si (T = 1100C) g

6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 00 , 0 0

0 , 0 2

0 , 0 4

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

PL In

tensity

[a. u

.]


3 6 % S i 3 8 % S i 4 2 % S i

Si Nanodots 19-07-12 13/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 00 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


3 6 % S i 3 8 % S i 4 2 % S i

1 6 5 n m

8 2 9 8 6 2

1 3 6 n m

8 1 5

1 6 5 n m

Si Nanodots 19-07-12 13/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 00 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


3 6 % S i 3 8 % S i 4 2 % S i

1 6 5 n m

8 2 9 8 6 2

1 3 6 n m

8 1 5

1 6 5 n m

Lunghezza d’ondaCresce al crescere della concentrazione

36% Si ↔ λ = 815nm

38% Si ↔ λ = 829nm

42% Si ↔ λ = 862nm

LarghezzaDiminuisce al crescere della concentrazione

36% Si ↔ FWHM = 165nm

38% Si ↔ FWHM = 165nm

42% Si ↔ FWHM = 136nm

Si Nanodots 19-07-12 13/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 00 , 0

0 , 2

0 , 4

0 , 6

0 , 8

1 , 0

1 , 2

PL In

tensity

[norm

al.]


3 6 % S i 3 8 % S i 4 2 % S i

1 6 5 n m

8 2 9 8 6 2

1 3 6 n m

8 1 5

1 6 5 n m

Raggio medio dei nanodotCresce al crescere della concentrazione

36% Si ↔ λ = 815nm⇒ < r >= 1.65nm± 0.01

38% Si ↔ λ = 829nm⇒ < r >= 1.70nm± 0.01

42% Si ↔ λ = 862nm⇒ < r >= 1.84nm± 0.01

Distribuzionein tagliaDiminuisce al crescere

della concentrazione

Si Nanodots 19-07-12 13/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Spettri di FotoluminescenzaSi0.44O0.56 drogato con Erbio

6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 5 0 0 1 5 5 0 1 6 0 0

0 , 0 0

0 , 0 2

0 , 0 4

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

0 , 1 2

Inten

sità [a

.u.]

L u n g h e z z a d ' o n d a [ n m ]

Si Nanodots 19-07-12 14/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 5 0 0 1 5 5 0 1 6 0 0

0 , 0 0

0 , 0 2

0 , 0 4

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

0 , 1 2 4 4 % S i + E r 4 2 % S i

Inten

sità [a

.u.]


Si Nanodots 19-07-12 14/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


6 0 0 6 5 0 7 0 0 7 5 0 8 0 0 8 5 0 9 0 0 9 5 0 1 0 0 0 1 0 5 00 , 0 0 00 , 0 0 20 , 0 0 40 , 0 0 60 , 0 0 80 , 0 1 00 , 0 1 20 , 0 1 40 , 0 1 60 , 0 1 8

Int

ensità

[a.u.

]


4 4 % S i + E r 4 2 % S i

1 4 5 0 1 4 7 5 1 5 0 0 1 5 2 5 1 5 5 0 1 5 7 5 1 6 0 0 1 6 2 5 1 6 5 0

0 , 0 0

0 , 0 2

0 , 0 4

0 , 0 6

0 , 0 8

0 , 1 0

0 , 1 2

0 , 1 4

Inten

sità [a

.u]


l = 1 5 3 3

Il picco dei nanodot è soppresso acausa dell’accoppiamento con gliioni di Erbio

Si Nanodots 19-07-12 14/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Calcolo della vita mediaEsempio per il campione al 36% si Si + 1100 g

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 00 , 0 1

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u]

t [ µs ]

β = 0 , 7 β = 1

N∗ = N∗0 exp

(− tτ

)N∗ = N∗0 exp

(−(

tτ

)β)0 < β < 1

Si Nanodots 19-07-12 15/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 00 , 0 1

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u]

t [ µs ]

β = 0 , 7 β = 1

N∗ = N∗0 exp

(− tτ

)N∗ = N∗0 exp

(−(

tτ

)β)0 < β < 1

Si Nanodots 19-07-12 15/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni


0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 00 , 0 1

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u]

t [ µs ]

β = 0 , 7 β = 1

N∗ = N∗0 exp

(− tτ

)N∗ = N∗0 exp

(−(

tτ

)β)0 < β < 1

Si Nanodots 19-07-12 15/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Confronto tra vite medie36%Si al variare della temperatura g

0 4 8 1 2 1 6 2 0 2 4 2 8

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

1000C

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

1050C

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 00 , 0 1

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u]

t [ µs ]

1100C

λ = 800nm1000C τ = 8.8± 0.8µs β = 0.91050C τ = 18.5± 0.5µs β = 0.71100C τ = 34.0± 0.5µs β = 0.7

Si Nanodots 19-07-12 16/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Confronto tra vite medieAl variare della concentrazione di Si (T = 1100C) g

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 00 , 0 1

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u]

t [ µs ]

36%Si

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

38%Si

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

42%Si

λ = 800nm36%Si τ = 34.0± 0.5µs β = 0.738%Si τ = 33± 1µs β = 0.842%Si τ = 26± 1µs β = 0.7

Si Nanodots 19-07-12 17/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Confronto tra vite medie42%Si + 1100C al variare della lunghezza d’onda g

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

λ = 700nm

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

λ = 800nm

0 5 0 0

0 , 1

1

Inten

sità [a

.u.]

t [ µs ]

λ = 900nm

42%Si + 1100C

λ = 700nm τ = 13± 2µs β = 0.6λ = 800nm τ = 26± 1µs β = 0.7λ = 900nm τ = 51± 4µs β = 0.7

6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 2 0 0 1 3 0 00 , 0 0

0 , 0 1

0 , 0 2

0 , 0 3

0 , 0 4

0 , 0 5

0 , 0 6

PL In

tensity

[a.u.

]W a v e l e n g h t [ n m ]

Si Nanodots 19-07-12 18/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Calcolo di vita media per l’Erbiog

0 , 0 2 , 0 x 1 0 3 4 , 0 x 1 0 3 6 , 0 x 1 0 3 8 , 0 x 1 0 3 1 , 0 x 1 0 4

0 , 0 1

0 , 1

1Int

ensità

[a.u.

]

t [ µs ]

λ = 1533nmτ = 2ms(Indeterminazione dello 0.3%)

β = 0.79

Molto minore rispetto al τEr ∼ 10ms in SiO2, similmente a quantoosservato in letteratura [1]:

τ = 2.0ms, β = 0.79 per Si42%τ = 1.3ms, β = 0.78 per Si44%

[1] Pecora E. F., “Ruolo del contenuto di Silicio sulla luminescenza di ioni Er in matrici di ossido di Silicio

substechiometrico”, Tesi di Laurea Specialistica

Si Nanodots 19-07-12 19/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Calcolo di vita media per l’Erbiog

0 , 0 2 , 0 x 1 0 3 4 , 0 x 1 0 3 6 , 0 x 1 0 3 8 , 0 x 1 0 3 1 , 0 x 1 0 4

0 , 0 1

0 , 1

1Int

ensità

[a.u.

]

t [ µs ]

λ = 1533nmτ = 2ms(Indeterminazione dello 0.3%)

β = 0.79

Molto minore rispetto al τEr ∼ 10ms in SiO2, similmente a quantoosservato in letteratura [1]:

τ = 2.0ms, β = 0.79 per Si42%τ = 1.3ms, β = 0.78 per Si44%

[1] Pecora E. F., “Ruolo del contenuto di Silicio sulla luminescenza di ioni Er in matrici di ossido di Silicio

substechiometrico”, Tesi di Laurea Specialistica

Si Nanodots 19-07-12 19/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

Vite medie misurateg

36% Si 38% Si 42% Si

τ(µs) β τ(µs) β τ(µs) β

+1000C, λ = 800nm 8.8± 0.8 0.9 9.0± 0.7 0.5

+1050C, λ = 800nm 18.5± 0.5 0.7

λ = 900nm 14.6± 0.6 0.6

+1100C,λ = 700nm 13± 2 0.6

λ = 800nm 34.0± 0.5 0.7 33± 1 0.8 26± 1 0.7

λ = 900nm 51± 4 0.7

44% Si : Er + 900C, λ = 1533nm

τ = 2ms (Indeterminazione dello 0.3%)

β = 0.8

Si Nanodots 19-07-12 20/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni

ConclusioniRisulati Sperimentalig

Nel presente lavoro sono state studiate le proprietà ottiche di nanodotdi Si in matrice di ossido al variare della concentrazione di Si e dellatemperatura di annealing.

la λ di emissione aumenta al crescere della % di Si ediminuendo la temperatura→ dot più grandil’intensità di PL

aumenta all’aumentare della temperatura→ maggiornumero di dotdiminuisce all’aumentare della concentrazione→ dotpiù grandi ma in minor numero

Il tempo di vita media ci fornisce informazioni sullastabilità dei livelli energetici.

Il contributo τrad dipende dalla dimensione dei dotTuttavia la misura effettuata risente anche delcontributo del τnon−rad

Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21



RBS

Annealing

Fotoluminescenza



Vite Medie

Conclusioni







Si Nanodots 19-07-12 21/21

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