Silicon nanoparticle microcrystal nonlinear optical devices

Details Silicon nanoparticle microcrystal nonlinear optical devices Silicon nanoparticle microcrystal nonlinear optical devices

G - Physics

01

R

G01R 29/00 (2006.01) G01N 21/63 (2006.01) G01R 29/12 (2006.01) G02F 1/37 (2006.01) G02F 1/355 (2006.01) H01S 5/00 (2006.01)

Patent

CA 2399997

Harmonic incident radiation is obtained from a silicon nanoparticle microcrystal (10) or microcrystal film. The silicon nanoparticle microcrystals are formed from silicon nanoparticles of about 1 nm and having about 1 part per thousand or less larger than 1 nm. The preferred film comprises silicon nanoparticles, dimensioned on the order of one nanometer, reconstituted into a device quality crystalline film. The microcrystal film emits the second harmonic of incident radiation for excitation in the range of about 600 -- 1000nm. A preferred device according to the invention includes a silicon nanoparticle microcrystal film formed on a substrate, such as silicon or glass. Crystals of the silicon nanoparticles, due to the harmonic response, also demonstrate the capability to serve as piezoelectric material and as an improved biological marker. Since the emission response of the silicon nanoparticle crystals will be influenced by surrounding electric fields, the microcrystals also provides for electrochromatic mapping of electric field distribution in general and in electronic devices.

Selon l'invention, un rayonnement harmonique incident est obtenu à partir d'un microcristal (10) ou d'un film microcristallin de nanoparticules de silicium. Ces microcristaux sont formés à partir de nanoparticules de silicium d'environ 1 nm, et dont environ 1 partie par millier ou moins est supérieure à 1 nm. Le film préféré comprend des nanoparticules de silicium, de l'ordre d'un nanomètre, reconstituées dans un film cristallin de qualité d'appareil. Ce film microcristallin émet la deuxième harmonique du rayonnement incident pour des excitations dans la gamme comprise environ entre 600 et 1000 nm. Un dispositif préféré selon l'invention comprend un film microcristallin de nanoparticules de silicium formé sur un substrat, par exemple en silicium ou en verre. Les nanoparticules de silicium, en raison de la réponse harmonique, possèdent également la faculté de servir de matériau piézoélectrique et de marqueur biologique amélioré. Etant donné que la réponse d'émission des cristaux de nanoparticules de silicium est influencée par les champs électriques environnants, ces microcristaux permettent également de réaliser le mappage électrochromatique de la répartition des champs électriques en général et dans des dispositifs électroniques.

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