Note publique d'information : Cette étude porte sur l’élaboration et la caractérisation d’hétérojonctions de type
ZnO/Si avec plusieurs dopages en terres rares de 0,3 à 3,0 % atomique (Yb, Tb, Eu)
du ZnO. Une ingénierie des matériaux basée sur le savoir-faire d’une équipe du CIMAP
a permis de mettre en évidence des propriétés remarquables d’émission lumineuse de
telles structures liées aux transitions optiques des terres rares et notamment à la
suite de traitements thermiques extrêmes (jusqu’à 1373 K). Ces derniers ont en effet
généré de nouvelles phases présentant des propriétés intéressantes. Par ailleurs,
L’électroluminescence de ces structures a été explorée et elle a révélé des intensités
importantes suite à des traitements thermiques à 973 K. Ces derniers ont donné lieu
à une configuration favorable à l’émission des ions terres rares localisées plus particulièrement
dans la zone de charge d’espace de l’hétérojonction suite à une diffusion des terres
rares à l’interface ZnO:TR/Si. Enfin, des structures multicouches de 65 nm d’épaisseur
constituées de sous couches ZnO:Ce, ZnO:Tb et ZnO:Tb,Eu avec des épaisseurs variables
ont été testées en électroluminescence afin d’obtenir des diodes blanches. Les mécanismes
d’excitation des terres rares sont discutés.
Note publique d'information : This study deals with the elaboration and characterization of ZnO/Si type heterojunctions
with various rare earths doping between 0,3 to 3,0 at% (Yb, Tb, Eu) of ZnO. Materials
engineering based on the know-how of a CIMAP team has demonstrated remarkable light
emission properties of such structures related to optical transitions of rare earths
and especially following extreme heat treatments (up to 1373 K). These latter have
indeed generated new phases with interesting properties. Moreover, the electroluminescence
of these structures was explored and it revealed very high intensities upon thermal
treatments at 973 K. These annealings gave rise to a configuration favorable to the
emission of rare earth ions located more particularly in the space charge area of
the heterojunction owing to rare earth diffusion at the ZnO:TR/Si interface. Finally,
65 nm thick multilayer structures consisting of ZnO:Ce, ZnO:Tb and ZnO:Tb,Eu sub-layers
with varying thicknesses were tested in electroluminescence to obtain white light
emitting diodes. Rare earth excitation mechanisms are discussed.
paprika.idref.fr
data.idref.fr
Documentation
