Characterization of Phosphorus Doped Silicon Nanocrystals Embedded in SiO2

October 17, 2013 – at 2pm – IEMN, LCI – Salle du Conseil

Presenter
Sebastian Gutsch – University of Freiburg
sebastian.gutsch@imtek.uni-freiburg.de

Abstract
Phosphorus (P) doped silicon nanocrystals (Si NCs)   are prepared by deposition and annealing of P doped silicon-rich oxide /   silicon oxide (SiO2) multilayers. The chemical environment of P is   determined from X-ray photoelectron and X-ray absorption near edge   spectroscopy. It is found that P is incorporated into the Si NCs down to   diameters of about 2.5 nm. However, the results suggest that essentially no   free electrons are generated in this doping process. Using atom probe   tomography, it is further found that large amounts of the dopants segregate   at the Si NC / SiO2 interface. In addition, photoluminescence   spectroscopy and electrical characterization of the multilayers indicate that   the majority of incorporated P atoms have only a small impact on the optical   and electronic properties. It is shown that less than 1% of the doped P atoms   occupy a substituitional site and that the donor ionization energy   significantly exceeds kT at room temperature.

 Du 22 au 25 octobre 2013 – ULCO Côte d’Opale

Dans le but de créer un réseau de collaborations regroupant les principales disciplines scientifiques au sein d’un groupement de recherche international, trois universités régionales (Lille 1, UVHC et ULCO) en partenariat avec l’Université Libanaise et tous les partenaires de l’ARCUS E2D2 organisent du 22 au 25 octobre 2013 « Les Secondes Journées Franco-Libanaises ».

L’un des objectifs principaux est de renforcer les actions en cours, principalement celles qui ont conduit ou peuvent conduire à des thèses en cotutelle. Développer des formations sous forme de masters en double diplôme et initier l’émergence d’équipes de recherche regroupant les principaux partenaires au sein de groupes de recherche internationaux. Avec la participation des laboratoires de recherche : IEMN DOAE, CALHISTE, LAMAV, LMCPA.

Cinq sessions sont prévues, illustrant chacune les grandes thématiques des différents laboratoires libanais, français et autres partenaires (Maroc et Palestine). Dans chaque session, des conférences sélectionnées par le comité scientifique seront données par des représentants des laboratoires participants et des invités. A l’issue de chaque session, une séance de posters est prévue afin de  donner l’occasion au plus grand nombre de participants d’exposer leurs travaux.

Des visites des Maisons de Recherche dans les différents sites de l’ULCO (Dunkerque – Calais – Boulogne sur Mer) seront également proposées.

• Session 1 : Aménagement et Développement Durable
• Session 2 : Infrastructures et Systèmes Complexes
• Session 3 : Expertise et Traitement en Environnement
• Session 4 : Optique, Lasers, Interface Physique–Biologie Session 5 : Table Ronde ARCUS E2D2

Plaquette de présentation

Contacts Pr Edmond ABI-AAD edmond.abiaad@univ-littoral.fr

Pr Antonio KHOURY akhoury@ul.edu.lb

Inscriptions : www.jflpi.fr

‘Scanning microwave microscopy: dopant profiling, spectroscopy, and modeling’
Ferry KIENBERGER
Agilent Research Lab (Linz, Autriche)
24/10/2013 à 14h00 – Amphithéâtre de l’IEMN

Scanning microwave microscopy (SMM) is a recent development in nanoscale imaging technique that combines the lateral resolution of atomic force microscopy (AFM) with the high measurement precision of microwave analysis at GHz frequencies. It consists of an AFM interfaced with a vector network analyzer (VNA). SMM allows to measure complex materials properties for nanoelectronics, materials science, and life science applications with operating frequencies ranging between 1 MHz and 20 GHz. Here we present the basic working principles of SMM and advanced applications. In particular, calibrated capacitance and resistance measurements are shown with a noise level of 1 aF [1]. Calibrated dopant profiles are measured from 10E14 to 10E20 atoms/cm3 for nano-electronics characterization [2].
Pointwise C-V (capacitance-voltage) spectroscopy curves were acquired allowing for the characterization of oxide quality, interface traps, and memory effects of novel materials.
Additionally, a 2D mapping workflow was established to acquire roughly 20.000 C-V curves during one image [3]. Experimental investigations are complemented by finite element radiofrequency modelling using the 3D architecture of the probe and the sample, done with the Agilent software EMPro [4].

                  

Left panel: SMM setup. The AFM is interfaced with a Vector Network Analyzer measuring the electromagnetic properties of the sample. Right panel: Topography and dopant density (dC/dV) image of a semiconductor dopant sample with different dopant concentrations for quantitative and calibrated measurements.

References: [1] H. P. Huber et al, Calibrated nanoscale capacitance measurements using a scanning microwave microscope, Rev. Sci. Instrum. 81, 113701 (2010); [2] H. P. Huber et al., Calibrated nanoscale dopant profiling using a scanning microwave microscope, J. Appl. Phys. 111, 014301 (2012); [3] M. Moertelmaier et al., Continuous capacitance-voltage spectroscopy mapping for scanning microwave microscopy, Ultramicroscopy, Sept. 2013 online. [4] M. Kasper et al., Electromagnetic Simulations at the Nanoscale: EMPro Modeling and Comparison to SMM Experiments. Agilent AppNote Aug. 2013

2nd International Conference on Phononic Crystals/Metamaterials, Phonon Transport & Optomechanics
June 2-7, 2013 – Sharm El-Sheikh, Egypt

 

The Bloch Prize honors the eminent Swiss physicist wtho among many contributions to wave mechanics and theoretical physics formulated the underlying theory for electron wave propagation in periodic media. His theory, known as Bloch theory, laid the foundation for other theoretical developments ultimately leading to a formal classification of all crystals into metals, semiconductors and insulators. In recent years, Bloch theory r e-emerged as the basic underlying mathematical condition for formulating the band structure of modern periodic material such as phononic and photonic crystals.

 

The 2013 Bloch Prize recipient is Professor Bahram Djafari-Rouhani who is honored for his invaluable contributions to the areas of « superlattices, phononic crystals, phonon-photon interactions, plasmonics, and other related areas « starting with papers that date back to the early 1 980s and extending to the present time.

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Cette invitation entre dans le cadre de la mise en place d’un partenariat international sur les aspects recherche et formation entre les universités des Sciences et Technologies de Lille 1 et de Sherbrooke au Canada. Les laboratoires concernés sont le Centre de Recherches en Nanofabrication et en Nanocaractérisation (CRN²) à l’université de Sherbrooke (Canada) et l’Institut d’Electronique, de Microélectronique et Nanotechnologie (IEMN) à l’Université de Lille 1. Cette opération entre dans le cadre de l’UMI CNRS 3463 : Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes (LN2) qui a été créé en Juillet 2012, permettant ainsi de maximiser l’impact international des travaux de recherche en Amérique du Nord.

L’objectif est la conception et la fabrication de composants et de circuits basés sur l’arséniure de Gallium en utilisant les savoirs faire et les moyens complémentaires des deux laboratoires. Les activités en cours qui ont commencé en septembre 2012 ou sont en projet concernent plusieurs domaines :

– Conception de circuits en vue de leur fabrication. Il s’agit de mettre en place les modèles relatifs aux éléments actifs et passifs en vue d’être en mesure de concevoir des circuits de type MMICs.

– Réalisation de circuits MMIC à base de composants HEMT AlGaN/GaN et InAIN/GaN pour des applications en Puissance Hyperfréquence à 94GHz.

– Réalisation de circuits MMIC à base de composants HEMT AlGaN/GaN et InAIN/GaN pour des applications en Electronique de puissance.

Cette activité bénéficie d’un doctorant en cotutelle entre les deux laboratoires : Adrien CUTIVET qui a débuté ses travaux de thèse le 1^er septembre 2012 dans le cadre d’un cofinancement université de Sherbrooke/Bourse Président de l’Université de Lille1. Les co-directeurs de thèse sont le Pr. François BOONE qui fait l’objet de cette invitation et le Pr. Jean-Claude De JAEGER. La visite de F. BOONE a pour but de travailler directement avec les chercheurs de l’IEMN et A. CUTIVET afin de mettre en place des modèles d’éléments passifs et actifs pour établir un design kit dédié à la conception de Circuits Intégrés Monolithiques de la filière Nitrure de Gallium ayant pour application l’amplification de puissance hyperfréquence en bandes Ka, V et W.

 

Contact : Jean-Claude De JAEGER