1. Photoluminescence characterization of few-nanocrystals electronic devices
- Author
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F. Demangeot, Gérard Benassayag, M. Carrada, Arnaud Arbouet, Caroline Bonafos, M A F van den Boogaart, S. Schamm, Alain Claverie, Jürgen Brugger, Vincent Paillard, L M Doeswijk, C. Dumas, Jérémie Grisolia, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales ( CEMES ), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique ( LNMO ), Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ), Microsystems Laboratory ( LMIS1-EPFL ), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ( EPFL ), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Nanophysique Magnétisme et Optoélectronique (LNMO), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT), Microsystems Laboratory (LMIS1-EPFL), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
- Subjects
Photoluminescence ,Microscope ,Nanostructure ,Silicon ,Annealing (metallurgy) ,Biophysics ,chemistry.chemical_element ,Nanotechnology ,02 engineering and technology ,01 natural sciences ,Biochemistry ,law.invention ,law ,0103 physical sciences ,[PHYS]Physics [physics] ,010302 applied physics ,[ PHYS ] Physics [physics] ,Coulomb blockade ,General Chemistry ,021001 nanoscience & nanotechnology ,Condensed Matter Physics ,Atomic and Molecular Physics, and Optics ,Ion implantation ,chemistry ,0210 nano-technology ,Luminescence - Abstract
International audience; Photoluminescence (PL) spectroscopy is demonstrated as a suitable technique to characterize silicon nanocrystals (Si-NCs)-based non-volatile memory devices. The 2D array of Si-NCs forming the floating gate is obtained by low-energy ion implantation in thin oxide followed by annealing. The electrical properties and PL emission are dramatically improved after annealing in oxidizing conditions, which are necessary conditions for oxide healing. Both these elaboration and characterization techniques are currently extended to the production and the study of nanoscale electronic devices, which exploit the Coulomb blockade effect and other quantized charging features at 300 K. The fabrication of such devices requires the fine control of a small number of NCs of about 3 nm in diameter. This could be achieved by 1 keV Si-implantation through stencil masks with window sizes ranging from about 0.1 to 10 μm2, with spacing between apertures in the 1–10 μm range. After mask removal and annealing, PL spectroscopic imaging under a confocal microscope is used to detect the NCs rich areas. The image of the PL intensity is found to mimic the mask geometry. Some changes of the PL energy at maximum intensity are found, that could be attributed to different Si-NCs sizes.
- Published
- 2006
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