Propriétés optiques linéaires et non-linéaires de nanofils de silicium
Par Vincent Paillard, CEMES, Université Paul Sabatier, France
Mardi 22 Mars, 14h, Salle des séminaires, 3ème étage, Batiment A4
Abstract :
Les nanostructures de silicium présentent des propriétés optiques originales grâce à l’apparition de résonances optiques dans la gamme UV-NIR dépendant de leur taille et
forme. Ces résonances peuvent être utilisées pour augmenter et contrôler l’interaction lumière-matière. Les efficacités de diffusion, d’absorption et le champ
électromagnétique local peuvent être amplifiés et ajustés spectralement et spatialement, propriétés intéressantes pour le photovoltaïque ou les spectroscopies exaltées. Les
effets non-linéaires peuvent être amplifiés par ces nanostructures, d’autant qu’ils sont intrinsèquement faibles. Ainsi, la génération de seconde harmonique (SHG), permise dans Si uniquement en cas de rupture de symétrie (surfaces), peut être augmentée par la présence de résonances et un rapport surface-sur-volume élevé dans les nanostructures. Je présenterai les propriétés linéaires et non linéaires de nanofils individuels de silicium obtenus par croissance CVD ou par lithographie électronique sur SOI.
Je montrerai que les résonances de Mie sont fonction du diamètre du nanofil et de la polarisation de la lumière incidente, et que ces modes peuvent être utilisés pour modifier la photoluminescence de nanocristaux de Si placés dans le champ proche du
nanofil.
Ensuite, je m’intéresserai à la génération de seconde harmonique qui est fortement augmentée si une résonance de Mie correspondant à l’excitation ou à l’émission est supportée par le nanofil. A l’opposé, aucune SHG n’est détectée en l’absence de résonance. Je discuterai de l’origine de la SHG par les nanofils de Si et de phénomènes comme la rotation de polarisation non linéaire en fonction de la taille du nanofil.