Microsc. Microanal. Microstruct. 5, 427-433 (1994)
DOI: 10.1051/mmm:0199400504-6042700

Microscopies de champ proche optique : application aux semiconducteurs

Jean Pierre Fillard, Michel Castagné et Christel Prioleau

Laboratoire LINCS - CEM, Université Montpellier 2, 34095 Montpellier Cedex 05, France

Abstract
Near field optical microscopy has become largely investigated even if the implementation, the specifications, the interpretation of images are not satisfactorily mastered. This paper describes the particular situation of semiconductors which behaves differently because of their high refractive index. Transparent semiconductor AFM tips can be used as optical transducers of very high performances. First investigations on comparative transmission properties are presented corresponding to silicon nitride tips and also doped silicon tips on a InP surface. It is shown that the exceptionnally small relative aperture on the Si tips induces a new behaviour which we interpret as the first evidence of a photonic resonnant tunneling effect.

Résumé
Les microscopies optiques de champ proche (PSTM ou SNOM) sont maintenant bien connues même si leur mise en oeuvre, leurs performances, l'interprétation des images sont encore sujets à discussion. Cette communication est destinée à décrire le cas particulier des semiconducteurs qui, du fait de leur indice optique élevé, présentent des propriétés et des problèmes spécifiques. On montrera que l'utilisation de pointes semiconductrices transparentes de type AFM peut être favorablement envisagée pour des mesures optiques et que les performances espérées en résolution se trouvent trés largement améliorées. On présentera les premières investigations comparatives de transmission optique faites sur des pointes en Nitrure de Silicium et en Silicium dopé, à partir d'une onde évanescente, sur une surface plane de semiconducteur. On montrera en particulier que l'ouverture relative très faible des pointes en Silicium introduit un effet que nous interprétons comme la première illustration d'un mécanisme tunnel photonique résonnant.

PACS
0779F - Near-field scanning optical microscopes.
7820 - Optical properties of bulk materials and thin films.
8530 - Semiconductor devices.

Key words
Optical microscopy -- Semiconductor materials -- Atomic force microscopy -- Scanning probe microscopy -- Near field scanning optical microscopy -- Microscope tip -- Metrology -- Physics


© EDP Sciences 1994