Добірка наукової літератури з теми "Nanocristaux – Propriétés électroniques"

La compréhension des propriétés électroniques, électriques et mécaniques de nanostructures est une question clé en nanosciences et nanotechnologies. Pour sonder et comprendre ces propriétés à l’échelle nanométrique, une technique expérimentale essentielle est la microscopie champ proche. L’objectif de cette thèse a été de comprendre les propriétés électroniques et électromécaniques de nanostructures colloïdales individuelles ou assemblées par microscopie à force atomique en environnement ultra vide.La première partie du travail concerne les propriétés de transport à travers des assemblées de nanoparticules colloïdales métalliques d’or et transparentes d’oxyde d’indium (ITO) formant les zones actives de jauges de contraintes résistives. L’étude par conducting AFM a permis de mesurer les spectroscopies courant-tension I(V) en fonction de la force d’appui du levier et de la température. Le transport tunnel a été étudié du régime linéaire au régime Fowler Nordheim, permettant une mesure du module de Young effectif des ligands des nanoparticules.La deuxième partie du travail correspond en premier lieu la caractérisation des nanocristaux semiconducteurs colloïdaux individuels d’Arséniure d’Indium (InAs) dopés ou non-intentionnellement dopés, de tailles inférieures dans la gamme 2-8 nm. Cette étude visait à comprendre les processus de transfert de charges entre les nanocristaux et leur environnement dans un régime physique de fort confinement quantique et coulombien. Les résultats expérimentaux ont fourni une estimation du taux de dopage actif de l’ordre de avec une densité de défauts de l’ordre de . Ensuite, une caractérisation par KPFM couplée au nc-AFM sous ultra vide a été menée sur les nanocristaux semi-conducteur colloïdaux de pérovskites (CsPbBr3). Les expériences ont été réalisées dans le noir puis sous illumination laser avec différentes longueurs d’onde afin d’explorer les mécanismes de photo-génération de porteurs au sein des nanocristaux
Understanding the electronic, electrical and mechanical properties of nanostructures is a key issue in nanoscience and nanotechnology. Scanning probe microscopy is an essential tool to probe and understand these properties at the nanoscale. The objective of this thesis was to characterize the electromechanical and electrostatic properties of individual or assembled colloidal nanocrystals using atomic force microscopy in ultra-high vacuum environment.The first part of the manuscript deals with the transport properties of assemblies of gold and indium tin oxide nanoparticles, forming the active areas of resistive strain gauges. Current-bias spectroscopies are measured as a function of the force applied on the cantilever and as a function of temperature. Tunneling transport is evidenced and measured from the linear regime to the Fowler Nordheim regime. The mechanical characteristic (effective Young modulus) of ligands is extracted.The second part of the thesis is devoted to the characterization of the electrostatic properties of individual indium arsenide (InAs) colloidal doped nanocrystals with sizes in the 2-8 nm range, using non-contact atomic force microscopy coupled to Kelvin probe force microscopy. This aim was to understand the charge transfer mechanisms between doped or undoped nanocrystals and their environment, in a physical regime of strong quantum and Coulomb confinement. Experimental results enable to measure a doping level of and a defect density of about . Kelvin probe force microscopy measurements were in addition performed on colloidal perovskite (CsPbBr3) semiconductor nanocrystals in order to explore the photo-generation mechanisms of carriers

Les nanocristaux ou cristallites sont des structures zero-dimensionnelles contenant quelques dizaines a plusieurs milliers d'atomes dont les tailles sont a l'echelle nanoscopique. La reduction de dimensionalite dans ces materiaux produit un confinement quantique tridimensionnel. Ce memoire presente l'etude des effets du confinement sur les proprietes electroniques et optiques des cristallites. La dependance des energies de l'etat fondamental et des spectres optiques en fonction de la taille, la forme, la structure de la surface et la dispersion de taille des nanocristaux est examinee. Une etude comparative de nos resultats avec ceux obtenus dans d'autres modeles (approximation de la masse effective, methode du pseudo-potentiel, modele des orbitales effectives) et avec l'experience a ete realisee. Ce travail a montre que l'approche des liaisons fortes permet une bonne description des energies de premiere transition et des spectres optiques en fonction de la taille des cristallites, de la molecule au cristal massif.

Actuellement le silicium est le semiconducteur de base de la microélectronique grâce notamment à la grande échelle d'intégration et les faibles coûts de production. Cependant, à l'heure actuelle, la miniaturisation de composants microélectroniques est confrontée à des forts problèmes puisque selon les prédictions, dans une dizaine d'années les longueurs de transmission dépasseront les 90 km dans une seule puce et la transmission d'information représentera un gros handicap à cause des problèmes de retardement de propagation des signaux et de dissipation de chaleur. Dans ce contexte, une microphotonique basée 100% en silicium (Si) semble être une option particulièrement intéressante puisque à ce jour la plupart de dispositifs nécessaires pour développer cette technologie tels que des guides d'onde, des modulateurs et commutateurs optiques rapides ou encore des filtres optiques accordables ont été déjà démontrés. Pourtant, un élément majeur pour le développement de cette filière qui est l'obtention d'une source efficace de lumière à base de Si reste à nos jours un obstacle important à franchir. Ce travail porte sur l'étude des propriétés électro-optiques des nanocristaux de silicium (nc-Si) fabriqués par implantation ionique à l'Université de Barcelone et par LPCVD au CEA-LETI à Grenoble en vue de l'obtention de dispositifs électroluminescents (DEL) efficaces. Ainsi, la luminescence des nc-Si sera discutée dans le cadre des différents modèles théoriques postulés. Par ailleurs, nous montrerons les différentes approches utilisées pour l'obtention de DELs et nous présenterons un dispositif opérant à une faible tension de polarisation et dans un régime d'injection de porteurs « froids » qui évite la dégradation de leurs propriétés électroluminescentes. Enfin, la mise au point de la technique de photocourant qui a permit de déterminer d'une façon relativement simple le spectre d'absorption des nc-Si sera présentée.

Le développement de nanomatériaux semi-conducteurs s'accompagne d'une complexification de leur structure cristalline et de leur composition chimique. Les interfaces y constituent un élément essentiel, qu'il est nécessaire d'étudier. Pour cela, il faut disposer d'outils de caractérisation adaptés, qui sont décrits dans le premier chapitre de ce mémoire. Ces instruments ont tout d'abord servi à explorer des nano-fils semi-conducteurs à hétéro-structures (chapitre 2), dans lesquels des inclusions poly-types présentent un piégeage du niveau de Fermi en surface, conduisant ainsi à la formation de jonctions surfaciques i-p. Dans un second temps, des nano-cristaux à hétéro-structures ont été analysés (chapitre 3). Les mesures ont révélé une transformation de phase des nano-cristaux sous excitation lumineuse, qui a pour origine une différence de structure cristalline des deux matériaux de base. En parallèle, des études ont été menées sur de nouveaux matériaux à deux dimensions constitués de pores : le Silicène (chapitre 4), l'équivalent du graphène à base d'atomes de silicium uniquement, et des super-réseaux de nano-cristaux semi-conducteurs fusionnés, possédant une structure poreuse (chapitre 5). Dans les deux cas, après avoir étudié la structure cristalline des matériaux, des mesures de transport ont été effectuées grâce à la technique de mesure par microscopie à effet tunnel à pointe multiple. De par la faible résistivité mesurée, ces matériaux servent de système modèle unique pour comprendre le transport dans des réseaux poreux à deux dimensions
The development of semi-conductor nanomaterials takes along with an increase of the complexity regarding their crystalline structure and chemical composition. Interfaces are essential in accounting for the physical properties of the materials and require a thorough investigation. It relies on the use of specific instruments, that are described in the first section of this work. These instruments are then used to explore hetero-structure nanowires, that contain poly-types segments with different Fermi level pinnings at the surface, leading to $i-p$ junctions (section 2). Hetero-structure nanocrystals have also been characterized (section 3). Their study has revealed a phase transformation under light irradiation, that is attributed to the different crystalline structures between their core and their shell. Along with these investigations, novel two-dimensional semi-conductor crystals have been explored due to the exotic electronic structures that they could exhibit. Silicene, the Graphene analog, and porous networks of semi-conductor nanocrystals have been studied (section 4 and 5 respectively). The transport properties have been characterized with multiple probes Scanning Tunneling Microscopy and have revealed the uniqueness of these systems to improve our understanding of the electrical transport in two-dimensional crystals

Les composés pérovskites halogénés AMX3 (A+ est un cation organique ou inorganique monovalent : Cs+, méthylammonium [CH3NH3]+ (MA) ; M2+ un cation métallique bivalent comme le Pb2+ et X un anion halogénure I-, Br- ou Cl-) possèdent des propriétés remarquables pour les absorbeurs des cellules photovoltaïques. La structure pérovskite offre la possibilité de moduler facilement les propriétés des matériaux en modifiant leur composition chimique : leur largeur de bande interdite peut être ajustée en variant la nature de l’halogène. Les travaux menés au sein de cette thèse portent sur l'élaboration et la caractérisation approfondie de matériaux pérovskites halogénés mixtes – c'est-à-dire avec un mélange d’ions sur les sites A, M ou X – de faibles dimensions tels que les couches minces et les nanocristaux.Un protocole de fabrication de cellules pérovskites de référence avec les absorbeurs CH3NH3PbI3 et CH3NH3PbI3-xClx et un rendement dépassant 10 % a été établi. Ceci a permis de fabriquer des couches minces pérovskites avec une épaisseur contrôlée et de manière reproductible sur différents substrats de TiO2 (compact, mésoporeux ou monocristallin). L’étude de ces couches par diffraction des rayons X au laboratoire et au synchrotron a mis en évidence une orientation préférentielle (001) des cristallites pour CH3NH3PbI3-xClx quel que soit le type de substrats de TiO2. En utilisant un substrat TiO2 monocristallin nous démontrons pour la première fois que le degré d’orientation et la taille des grains sont fortement augmentés (taux de couverture de surface 80%) par rapport aux substrats contenant du TiO2 mésoporeux ou une couche compacte polycristalline. La présence du chlore à l’interface TiO2–pérovskite et la faible rugosité du substrat sont des facteurs clés favorisant la croissance de cristallites orientés.Dans la deuxième partie de la thèse, l’influence de la substitution partielle du Pb2+ par des cations métalliques homovalents non toxiques (alcalino-terreux et métaux de transitions 3d) sur la structure et les propriétés optiques des nanocristaux pérovskite hybrides et inorganiques a été étudiées. La morphologie et la taille des nanocristaux hybrides MAPb1-xMxBr3 synthétisés par méthode de reprécipitation est largement impactée malgré une faible substitution (x : maximum 6% avec Mg2+). Au contraire dans les nanocristaux inorganiques CsPb1-xMxX3, synthétisés par injection à chaud, jusqu’à 16% du Pb2+ peut être remplacé par du Mg2+ ou du Sr2+ en conservant leur taille, forme, structure, propriétés d’absorption et de photoluminescence. Pour un taux de substitution plus élevé (une valeur maximale de 22% a été atteinte), la formation de la structure Cs4PbX6 est favorisée
Metal halide perovskites AMX3 (A+ is an organic or inorganic cation: Cs+ methylammonium [CH3NH3]+ (MA); M2+ is a metallic cation such as Pb2+ and X a halide anion I-, Br- or Cl-) have remarkable properties as solar cell absorbers. In the perovskite structural framework the properties of the materials can be easily tailored by modifying their chemical composition. Changing for example the halide anion modulates their band gap. This thesis deals with the synthesis and the advanced characterisation of mixed halide perovskite materials – i.e. with mixed ions on the same site A, M or X – of low dimensions such as thin films and nanocrystals.A fabrication protocol was developed for reference solar cells with CH3NH3PbI3 and CH3NH3PbI3-xClx absorbers yielding a power conversion efficiency over 10%. The perovskite thin films could be fabricated with a controlled thickness and a high reproducibility on different TiO2 substrates (compact, mesoporous or monocrystalline). The study of these thin films by laboratory and synchrotron X-ray diffraction showed that the CH3NH3PbI3-xClx crystallites exhibit a preferential (001) orientation on any kind of TiO2 substrate. By using monocristalline TiO2 substrates we showed for the first time that the degree of orientation and the grain size increased considerably (the surface coverage was determined to be 80%) compared to mesoporous and compact polycrystalline TiO2 substrates. The presence of chlorine at the TiO2–perovskite interface and the low surface roughness of the substrate are key factors, which promote the growth of highly oriented crystallites.In the second part of the thesis, the influence of the partial substitution of lead with non-toxic homovalent metal cations (alcaline earth, 3d transition metals) on the structural and optical properties of hybrid and inorganic perovskite nanocrystals was studied. The morphology and the size of MAPb1-xMxBr3 hybrid nanocrystals synthesised by reprecipitation is clearly affected despite the low substitution (x: maximum 6% with Mg2+). Conversely, in CsPb1-xMxX3 inorganic nanocrystals synthesised by hot injection, up to 16% of Pb2+ could be replaced by Mg2+ or Sr2+, while keeping their size, shape, structure, absorption and photoluminescence properties. With a higher substitution ratio (up to 22% was achieved), the formation of the Cs4PbX6 structure is favoured

Parmi les différents nanocatalyseurs, ceux constitués de nanoparticules de métaux nobles méritent une attention particulière en raison de leurs propriétés électroniques, chimiques et même optiques (dans le cas de transformations renforcées par les plasmons). Le platine ou le palladium sont bien connus pour leurs remarquables propriétés catalytiques, mais ils sont chers et leurs ressources sont limitées. En outre, les nanocatalyseurs monométallique ne peuvent conduire qu'à une gamme limitée de réactions chimiques. Ainsi, notre stratégie a été de développer des nanocatalyseurs bimétalliques composés de deux éléments métalliques qui peuvent présenter des effets synergiques entre leurs propriétés physicochimiques et une activité catalytique accrue. Nous avons ainsi conçu des nanocatalyseurs bimétalliques de type cœur-coquille composés d'un cœur en argent et d'une coquille en platine. L'intérêt est de combiner les activités catalytiques élevées et efficaces de la coquille de platine avec le cœur d'argent hautement énergétique, capable de renforcer les activités de la coquille grâce à ses propriétés plasmoniques. En outre, ces nanoparticules bimétalliques présentent souvent une activité catalytique supérieure en raison de la modification de la distance inter-atomique Pt-Pt (c'est-à-dire l'effet de contrainte). Dans ce travail de thèse, les nanoparticules Ag@Pt ont été synthétisées via un processus en deux étapes utilisant d'une part des nanoparticules d'Ag synthétisées chimiquement comme germes et d'autre part des complexes platine-oleylamine qui sont ensuite réduits à la surface des germes à une température contrôlée. Différentes tailles de germes d'Ag de 8 à 14 nm avec une très faible distribution de taille (<10%) ont été obtenues en ajustant le temps de réaction, la rampe de température, la concentration en précurseur d'Ag et la température finale pendant la synthèse. Différentes épaisseurs de coquille (de 1 à 6 couches atomiques) ont été obtenues en ajustant le rapport entre les concentrations de précurseur de platine et de germe d'argent. L'activité catalytique des nanoparticules Ag@Pt a été testée en considérant une réaction modèle de réduction du 4-nitrophénol en 4-aminophénol par NaBH4 en phase aqueuse. Nous avons observé que l'épaisseur de la coquille de Pt et la taille du noyau d'Ag influençaient les propriétés catalytiques et conduisaient à une activité catalytique accrue par rapport à l'argent ou au platine pur. Ceci a été attribué à des effets synergiques. De plus, nous avons observé une augmentation de l'activité catalytique des nanoparticules Ag et Ag@Pt sous irradiation lumineuse. Ce phénomène a été corrélé à la génération d'électrons chauds dans les noyaux d'Ag. Afin de développer une plateforme de nanocatalyse supportée, nous avons fabriqué des auto-assemblages 3D appelés aussi supercristaux composés de nanoparticules d'Ag@Pt obtenus spontanément après dépôt sur un substrat solide en raison de leur distribution de taille étroite et de leur forme homogène. L'activité catalytique de ces supercristaux pour la réaction d'évolution de l’hydrogène (HER) a été étudiée en suivant in situ par microscopie optique la production de nanobulles de gaz H2. Trois comportements distincts dans l'activité photo-catalytique (activité, activité intermittente et non-activité) ont été observés sur les supercristaux dans la même région d'intérêt. En outre, 50 % des assemblages ont été déterminés comme étant actifs pour l'HER qui a été démontrée comme étant accompagnée par une corrosion oxydative de l’argent
Among several nanocatalysts, those based on noble metal NPs deserve particular attention because of their electronic, chemical and even optical properties (in the case of plasmonic-enhanced transformations). Platinum or palladium are well known for their remarkable catalytic properties, but they are expensive and their resources are limited. In addition, single component nanocatalysts can only lead to a limited range of chemical reactions. Thus, our strategy was to develop bimetallic nanocatalysts composed of two metal elements that can exhibit synergistic effects between their physicochemical properties and enhanced catalytic activity. We have thus designed bimetallic nanocatalysts of the core-shell type composed of a silver core and a platinum shell. The interest is to combine the high and efficient catalytic activities of the platinum shell surface with the highly energetic silver core capable of enhancing the activities of the shell through its plasmonic properties. In addition, these bimetallic NPs often exhibit superior catalytic activity due to the modification of the Pt-Pt atomic bonding distance (i.e. the strain effect). In this thesis work, Ag@Pt NPs have been synthesized via a two-step process using chemically synthesized spherical Ag NPs as seeds on the one hand and platinum complexes with oleylamine on the other hand which are then reduced on the surface of the seeds at a controlled temperature. Different Ag seed sizes from 8 to 14 nm with a very low size distribution (<10%) have been obtained by adjusting the reaction time, temperature ramp, Ag precursor concentration and final temperature during the synthesis. The control of the shell thicknesses (from 1 to 6 atomic layers) has been possible by adjusting the ratio of platinum precursor to silver seed concentrations. The catalytic activity of the core-shell Ag@Pt NPs was tested by a model reaction of reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol by NaBH4 in aqueous phase. We have observed that the thickness of the Pt shell and the size of the Ag core influence the catalytic properties and led increased catalytic activity compared to pure silver or platinum. This was attributed to synergistic effects. Furthermore, we have observed an enhancement of the catalytic activity of Ag and Ag@Pt NPs under light irradiation. This is correlated to the generation of hot electrons in the Ag core. Finally, in order to develop a supported nanocatalysis platform, 3D self-assemblies also called supercrystals composed of Ag@Pt nanoparticles have been spontaneously obtained after deposition on a solid substrate due to their narrow size distribution and homogeneous shape. The catalytic activity of these supercrystals for the hydrogen evolution reaction (HER) has been studied by following in situ by optical microscopy the production of H2 gas nanobubbles. Three distinct behaviors in photo-catalytic activity (activity, intermittent activity and non-activity) have been observed on the supercrystals in the same region of interest. In addition, 50% of the assemblies were determined to be active for HER which was shown to be accompanied by oxidative corrosion of silver

La nanostructuration de matériaux semi-conducteurs permet de modifier le comportement des porteurs de charge. Ces modifications sont causées par les effets de confinement quantique. Dans cette thèse, nous étudions par des approches théoriques (numériques et analytiques) les propriétés de réseaux cohérents de nanocristaux semi-conducteurs. Ces réseaux sont expérimentalement obtenus par des méthodes ascendantes (bottom-up) d’auto-assemblage orienté. Nous montrons que leurs structures de bandes électroniques peuvent être modélisées par un simple Hamiltonien effectif dont les énergies propres sont analytiques. En outre, nous proposons une méthode descendante (top-down) de nano-fabrication consistant en la gravure de puits quantiques semi-conducteurs par des méthodes de lithographie. Cette approche permet de reproduire artificiellement des réseaux bidimensionnels à fort intérêt et comportant des fermions de Dirac tels que le nid d’abeilles, le kagome et le Lieb. Nous étudions ensuite l’effet d’un champ magnétique statique sur un nanocristal isolé, puis sur un réseau de nanocristaux en nid d’abeilles dans lequel nous prédisons l’apparition de grands moments magnétiques. Enfin, nous montrons que dans les réseaux carrés PbSe, un désordre original portant sur les signes des termes de couplage entre nanocristaux apparaît. Nous montrons que ce désordre est réductible par des transformations de jauge, et nous quantifions le désordre réel (résiduel) ressenti par les électrons
Semiconductor nanostructuration methods are a new route leading to the tuning of charge carriers behavior. This tuning is a direct consequence of the quantum confinement effect. In this thesis, we study using numerical and analytical approaches the properties of coherent superlattices of semiconductor nanocrystals. These superlattices are synthesized by bottom-up methods of oriented self-assembly. We show that their electronic band structures can be modeled by a simple effective Hamiltonian with analytical eigenvalues. In addition, we propose a top-down method where a periodic arrangement of holes is etched in semiconductor quantum wells using lithography. We show that it is possible to artificially reproduce two-dimensional lattices of high interest such as the honeycomb, the kagome and the Lieb lattices. Most of these lattices host Dirac fermions that we also recover in the superlattices. In another chapter, we study the effect of a static magnetic field on isolated nanocrystals and on honeycomb superlattices. We predict the presence of large magnetic moments in those systems. Finally, we show that, in PbSe square superlattices, a bond-sign disorder should arise. We find that this disorder is reducible by gauge transformations and we quantify the true (residual) disorder felt by electrons

Cette thèse a porté principalement sur la caractérisation de nanocristaux dont la structure permet de réduire de façon drastique leur scintillement. La caractéristique essentielle de ces nanocristaux de CdSe est qu'ils sont entourés d'une coquille épitaxiée très épaisse de CdS qui les préserve d'interactions trop importantes avec l'extérieur. La réalisation d'une coquille très épaisse permet de supprimer les longues périodes d'extinction. De plus, on a pu vérifier que si le trou reste localisé dans le coeur du nanocristal, l'électron est délocalisé dans l'ensemble de la structure. Cet effet de délocalisation provoque une réduction de l'efficacité des processus Auger. À bas taux de pompage, cette propriété implique que les nanocristaux ne présentent plus d'états réellement éteints. Ce résultat, associé aux mesures des durées de vie correspondant aux périodes d'extinction et d'émission, nous a permis de calculer les taux de recombinaisons des différents processus en jeu dans un nanocristal faiblement excité, qu'il soit neutre ou ionisé. A plus fort taux de pompage, nous montrons la possibilité d'observer des cascades radiatives consécutives à des recombinaisons d'états multiexcitoniques. La dernière partie a été consacrée à des premiers résultats concernant le contrôle de l'émission de nanocristaux par leur insertion dans des cavités photoniques à miroirs de Bragg. Nous observons l'émission de photons uniques et nous démontrons l'effet de la cavité sur la durée de vie radiative des nanocristaux.

Une évolution possible des mémoires Flash actuelles passe par le remplacement de la grille flottante continue par une rangée de nanocristaux pour un stockage discret. Dans cette optique, des couches de SiO2 sur substrat Si contenant des nanocristaux de germanium ont été fabriquées par implantation ionique d’ions Ge+ suivi d’un recuit thermique haute température. La microscopie électronique à transmission (MET) associée à la spectrométrie par rétrodiffusion Rutherford a été utilisée pour étudier la redistribution du germanium dans les couches de SiO2 en fonction de la température de recuit et des paramètres d’implantation (dose, énergie). Une monocouche de nanocristaux de germanium, située le long de l’interface Si/SiO2 et clairement séparée de celle-ci a été réalisée après recuit de couches implantée à énergie moyenne (13-17 keV) et à une dose de 1x1016at/cm2. Des mesures en MET ont permis de mesurer des densités de nanocristaux importantes de l’ordre de 1x1012 /cm2 avec un diamètre moyen de 4,5nm et à une distance de l’interface de 4 nm. L’augmentation de la dose d’implantation peut également amener à la formation d’une deuxième couche de nanocristaux au centre du film de SiO2. Des capacités métal-oxyde-semiconducteur (MOS) contenant de telles couches de SiO2 implantées ont ensuite été réalisées pour étudier leurs propriétés électriques. Les résultats indiquent un chargement des nanocristaux situés proche de l’interface Si/SiO2. Les faibles tensions de chargement appliquées sont attribuées à la faible épaisseur tunnel les séparant de l’interface. Les propriétés de rétention et les temps de chargements sont cependant incompatibles avec les attentes des industriels
One way to improve current Flash memories is to replace the actual continuous floating gate by an array of nanocrystals discrete charge storage. In this work, silicon dioxide (SiO2) on Si layers with embedded germanium nanocrystals (Ge-ncs) were fabricated using Ge+-implantation and subsequent annealing. Transmission Electron Microscopy (TEM) and Rutherford Backscattering Spectrometry have been used to study the Ge redistribution in the SiO2 films as a function of annealing temperature and implantation conditions (dose, energy). A monolayer of Ge-ncs near and clearly separated of the Si/SiO2 interface was formed under specific annealing and implantation conditions. This layer, with a nc density and mean-size measured to be respectively of the order of 1x1012 /cm2 and 4,5 nm, is located at approximately 4 nm from the Si/SiO2 interface. Increasing the implantation dose leads to the formation of a second monolayer situated in the middle of the SiO2 film. Capacitance-voltage measurements were performed on metal-oxide-semiconductor (MOS) structures containing such implanted SiO2 layers in order to study their electrical properties. The results indicate a strong memory effect at relatively low programming voltages (< 5V), due to the presence of Ge-ncs near the Si/SiO2 interface. Retention and charging times are however found to be incompatible with industrial requirements