Elaboration and electro-optical properties of hybrid materials based on silicon carbide nanocrystals

Autor: Bouclé, Johann
Přispěvatelé: Laboratoire de physique de l'état condensé (LPEC), Le Mans Université (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université du Maine, Kassiba Abdelhadi(kassiba@univ-lemans.fr), Bouclé, Johann
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2004
Předmět:
photon correlation spectroscopy
[PHYS.PHYS]Physics [physics]/Physics [physics]
polymer
nanocomposites hybrides organique/inorganiques
optical and electro-optical properties
[SPI.MAT] Engineering Sciences [physics]/Materials
[SPI.MECA]Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]
[SPI.MECA] Engineering Sciences [physics]/Mechanics [physics.med-ph]
SiC nanocrystals
hybrid organic/inorganic nanocomposites
Sénarmont method
propriétés optiques et électro-optiques
[SPI.MAT]Engineering Sciences [physics]/Materials
interfaces
suspension of nanoparticles
suspensions nanoparticules/polymère
Nanocristaux SiC
[PHYS.PHYS] Physics [physics]/Physics [physics]
[PHYS.COND]Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
méthode de Sénarmontspectroscopie à corrélation de photons
[PHYS.COND] Physics [physics]/Condensed Matter [cond-mat]
Zdroj: Matériaux. Université du Maine, 2004. Français
Popis: The present work is devoted to the elaboration of hybrid materials based on host polymer matrices and silicon carbide nanocrystals (SiC) and to the investigations of their electro-optical properties. In this aim, SiC nanopowders with controlled features (size, structure) were synthesized by laser pyrolysis of gaseous mixtures (silane, acetylene). Suitable spectroscopic studies have revealed different surface states and allow us to select two representative SiC nanopowders. From controlled homogeneous SiC suspensions, SiC/polymer thin films were deposited by spin-coating. Relevant treatments (annealing, electrical poling) were realized to obtain composite films with good optical properties. The measurements of the effective electro-optical coefficients were carried out by the Sénarmont method in the dynamic regime where alternative voltage is used to probe the material birefringence. The systematic investigations, taking into account various parameters (SiC loading, surface state, nature of polymer, etc), revealed the key role played by the SiC/polymer interfaces on the electro-optical modulation of the composites. With effective linear electro-optical coefficients in the range 5-7 pm/V, i.e. in the order of the efficiency of standard electro-optical crystals, the potential application of the SiC/polymer hybrid systems as electro-optical modulator is demonstrated.
Ce travail concerne l'élaboration de matériaux hybrides à base de matrices hôtes polymères et de nanocristaux de carbure de silicium (SiC) et l'étude de leurs propriétés électro-optiques. Dans ce contexte, différents échantillons de SiC ont été synthétisés par pyrolyse laser d'un mélange gazeux (silane, acétylène) et deux nanopoudres représentatives ont principalement été exploitées. Les études spectroscopiques ont révélé des états de surface différents, conditionnant les interfaces au sein du composite final. Le dépôt de films minces hybrides a été effectué à partir de suspensions précurseurs homogènes de qualité contrôlée, suivi de traitements thermiques et électriques appropriés. Enfin, au travers de l'étude de différents paramètres (concentration en nanocristallites SiC, état de surface, nature du polymère, etc.), la mesure des coefficients électro-optiques effectifs (Pockels et Kerr), par l'utilisation d'un montage adapté à la géométrie des échantillons, a révélé le rôle prépondérant de l'interface SiC-polymère sur la réponse des composites. Avec des coefficients électro-optiques effectifs de l'ordre de 5 à 7 pm/V, ces composites présentent des performances comparables à celle des cristaux électro-optiques standards et permettent d'envisager une application du système hybride SiC/polymère pour l'optoélectronique intégrée.
Databáze: OpenAIRE
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