​Comment marier électronique sur silicium et photonique ? Le silicium étant un piètre émetteur de lumière, il est nécessaire de modifier ce matériau, en y déposant par exemple des éléments connus pour leurs propriétés optiques, comme les terres rares. Celles-ci sont en effet très utilisées comme sources de lumière pour les fibres optiques en silice pour les télécommunications mais un environnement majoritairement silicium est néfaste pour leur émissivité lumineuse.

Comment contourner cette difficulté ? Les scientifiques ont en premier lieu sélectionné, parmi les terres rares, les ions cérium Ce³⁺ aux propriétés atomiques adéquates. Puis ils ont cherché à obtenir un voisinage favorable à ces ions en utilisant une matrice de type oxynitrure de silicium (SiO_xN_y), dont la teneur en azote peut être ajustée. Après excitation optique UV, une photoluminescence géante du cérium, visible à l'œil nu, a été obtenue. En s'appuyant sur des modèles, les processus en jeu ont pu être identifiés.

La prochaine étape consistera à obtenir un effet similaire à partir d'une excitation électrique de cette source lumineuse.

Ces travaux ont été réalisés par Iramis/Cimap (Caen), la Plateforme Aquitaine de caractérisation des matériaux (CNRS, Université de Bordeaux) et l'Université de l'Ohio (États-Unis).