Modification des propriétés optiques des structures doubles puits quantiques GaAs-(Ga,In)As sous l'effet d'un champ électrique PDF Download
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Author: Pierre Bigenwald Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 140
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CE MEMOIRE PORTE SUR L'ETUDE DE SYSTEMES AUTOCONTRAINTS GAAS-(GA,IN)AS. IL APPORTE AUSSI UNE APPROCHE GLOBALE DE L'INTERACTION COULOMBIENNE ENTRE PARTICULES CHARGEES (EXCITON) DANS DES SYSTEMES DITS DE TYPE II. DIFFERENTES APPROCHES CORRESPONDANT A DES MODELES MATHEMATIQUES SONT PROPOSEES POUR LA RESOLUTION DU PROBLEME EXCITONIQUE. NOUS MONTRONS QUE LA NOTION DE TYPE I OU II D'UNE TRANSITION EST DIFFICILE A CERNER EN GENERAL ET REQUIERT POUR ETRE BIEN TRAITEE L'USAGE DE THEORIES SOPHISTIQUEES. L'EFFET D'UN CHAMP ELECTRIQUE SUR LES PROPRIETES OPTIQUES DE STRUCTURES SIMPLE ET DOUBLE PUITS QUANTIQUES EST ETUDIE THEORIQUEMENT ET LE PROBLEME DU TEMPS DE PIEGEAGE DES PARTICULES DANS CES STRUCTURES POLARISEES EST ABORDE. NOUS SUGGERONS COMMENT AJUSTER EN THEORIE LES PROPRIETES OPTIQUES D'UNE STRUCTURE EN JOUANT SUR LA LARGEUR DE SES COUCHES ET LA DIRECTION DE CROISSANCE. FINALEMENT, NOUS AVONS COMPARE LES RESULTATS THEORIQUES AVEC L'EXPERIENCE ET TROUVE UN ACCORD SATISFAISANT ENTRE EUX EN UTILISANT LES TECHNIQUES DE SPECTROSCOPIE OPTIQUE CLASSIQUE
Author: Pierre Bigenwald Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 140
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CE MEMOIRE PORTE SUR L'ETUDE DE SYSTEMES AUTOCONTRAINTS GAAS-(GA,IN)AS. IL APPORTE AUSSI UNE APPROCHE GLOBALE DE L'INTERACTION COULOMBIENNE ENTRE PARTICULES CHARGEES (EXCITON) DANS DES SYSTEMES DITS DE TYPE II. DIFFERENTES APPROCHES CORRESPONDANT A DES MODELES MATHEMATIQUES SONT PROPOSEES POUR LA RESOLUTION DU PROBLEME EXCITONIQUE. NOUS MONTRONS QUE LA NOTION DE TYPE I OU II D'UNE TRANSITION EST DIFFICILE A CERNER EN GENERAL ET REQUIERT POUR ETRE BIEN TRAITEE L'USAGE DE THEORIES SOPHISTIQUEES. L'EFFET D'UN CHAMP ELECTRIQUE SUR LES PROPRIETES OPTIQUES DE STRUCTURES SIMPLE ET DOUBLE PUITS QUANTIQUES EST ETUDIE THEORIQUEMENT ET LE PROBLEME DU TEMPS DE PIEGEAGE DES PARTICULES DANS CES STRUCTURES POLARISEES EST ABORDE. NOUS SUGGERONS COMMENT AJUSTER EN THEORIE LES PROPRIETES OPTIQUES D'UNE STRUCTURE EN JOUANT SUR LA LARGEUR DE SES COUCHES ET LA DIRECTION DE CROISSANCE. FINALEMENT, NOUS AVONS COMPARE LES RESULTATS THEORIQUES AVEC L'EXPERIENCE ET TROUVE UN ACCORD SATISFAISANT ENTRE EUX EN UTILISANT LES TECHNIQUES DE SPECTROSCOPIE OPTIQUE CLASSIQUE
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REALISATION DE PUITS QUANTIQUE MULTIPLE PAR EPITAXIE PAR JETS MOLECULAIRES. MODELISATION DE L'ABSORPTION INTRABANDE RESONNANTE EN PRENANT EN COMPTE LA DISPERSION DES DIFFERENTES SOUS-BANDES, LES EFFETS A N CORPS ET LE DOPAGE DES MATERIAUX. OPTIMISATION D'UN MODULATEUR D'AMPLITUDE A LA LONGUEUR D'ONDE 10,6 M COMMANDE ELECTRIQUEMENT GRACE A L'EFFET STRARK QUANTIQUE. ETUDE DES HETEROSTRUCTURES GAAS/GAALAS PAR DIFFRACTION RX ET PHOTOLUMINESCENCE. REALISATION D'UNE STRUCTURE PUITS QUANTIQUE MULTIPLE DESTINEE A MODULER EN AMPLITUDE UN FAISCEAU DE LONGUEUR D'ONDE 10,6 M
Author: Pierre Rolland Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LES EFFETS EXCITONIQUES SUR LE TRANSFERT INTERPUITS SONT ETUDIES DANS UNE STRUCTURE A DOUBLE PUITS QUANTIQUE ASYMETRIQUE SOUS CHAMP ELECTRIQUE. L'EVOLUTION DE L'INTENSITE ET DU TEMPS DE DECROISSANCE DES RAIES DE PHOTOLUMINESCENCE PERMET DE REPERER DES RESONANCES ENTRE NIVEAUX EXCITONIQUES DIRECTS ET CROISES. UNE COMPARAISON SATISFAISANTE EST ALORS EFFECTUEE ENTRE NOS RESULTATS EXPERIMENTAUX ET UN CALCUL DE TEMPS DE TRANSFERT TUNNEL ASSISTE. SELON LE TYPE DE RESONANCE, SOIT LES ELECTRONS ET LES TROUS TRANSFERENT A TRAVERS LA BARRIERE, SOIT SEULS LES ELECTRONS PASSENT D'UN PUITS A L'AUTRE. DANS CE CAS, LE SYSTEME PRESENTE UN COMPORTEMENT NON LINEAIRE AVEC LA PUISSANCE D'EXCITATION. LA RELAXATION DE SPIN DANS LES PUITS QUANTIQUES EST ETUDIEE EN MESURANT LE TAUX DE POLARISATION DES RAIES DE PHOTOLUMINESCENCE. LA PRESENCE DE DEUX TYPES DE PORTEURS ET DE L'EFFET EXCITONIQUE NOUS AMENENT A SEPARER CETTE ETUDE EN TROIS PARTIES. LA RELAXATION DU SPIN DES ELECTRONS LIBRES EST D'ABORD ETUDIEE SUR DE RECOMBINAISONS DE TYPE ELECTRON-ACCEPTEUR. NOS RESULTATS MONTRENT ALORS QUE LE MECANISME D'YAKONOV-PEREL PEUT ETRE EN PARTIE RESPONSABLE DE LA DEPOLARISATION DES ELECTRONS. LA DYNAMIQUE DU SPIN DES TROUS EST ENSUITE ETUDIEE DANS UN PUITS QUANTIQUE A MODULATION DE DOPAGE DE TYPE N. L'EFFET DE MELANGE DE BANDE DE VALENCE EXPLIQUE EN PARTIE LA DEPOLARISATION DES TROUS. ENFIN, LA DIVERSITE DES RESULTATS OBTENUS SUR DES TRANSITIONS EXCITONIQUES REND DIFFICILE TOUTES SPECULATIONS THEORIQUES
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DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES OPTIQUES D'UN ENSEMBLE DE PUITS QUANTIQUES AL#XGA#1#-#XAS/GAAS, PEU PROFONDS (X = 0.6 - 18 % D'AL), PAR DES MESURES DE PHOTOLUMINESCENCE, SOUS EXCITATION CONTINUE ET RESOLUE EN TEMPS, EN FONCTION DU CHAMP ELECTRIQUE ET DE LA TEMPERATURE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT ANALYSES A L'AIDE D'UN CALCUL UTILISANT L'APPROXIMATION DES FONCTIONS ENVELOPPES. NOUS AVONS MONTRE QUE SI L'EFFET DU CONFINEMENT 2D DES PORTEURS RESTE IMPORTANT, CEUX-CI SONT TRES RAPIDEMENT BALAYES SOUS CHAMP ELECTRIQUE. EN PARTICULIER, NOUS AVONS EVALUE LE TEMPS DE FUITE PAR EFFET TUNNEL. D'AUTRE PART, L'AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE CONDUIT A L'ECHAPPEMENT DES PORTEURS, AVEC D'AUTANT PLUS DE FACILITE QUE LE PUITS EST PEU PROFOND. ENFIN, NOUS AVONS MONTRE QU'EN ACCORD AVEC LA DIMINUTION DE LA FORCE D'OSCILLATEUR EXCITONIQUE, LE TEMPS DE RECOMBINAISON DES PORTEURS, A BASSE TEMPERATURE, EST PLUS LONG QUE DANS LES PUITS CONVENTIONNELS. PAR AILLEURS, LES PROCESSUS DE RELAXATION SONT RALENTIS. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE UNE MICROCAVITE DE SEMICONDUCTEURS QUI EST UN SYSTEME DANS LEQUEL UN CONFINEMENT EST REALISE A LA FOIS POUR LES PORTEURS ET POUR LES PHOTONS. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A UNE SITUATION PARTICULIERE OU UN ETAT DISCRET DU CHAMP ELECTROMAGNETIQUE EST COUPLE AVEC UN CONTINUUM D'ETATS DES EXCITATIONS ELECTRONIQUES. NOUS AVONS MONTRE QUE L'APPLICATION D'UN CHAMP MAGNETIQUE PERMET ALORS DE PASSER CONTINUMENT D'UNE SITUATION DE COUPLAGE FAIBLE DECRITE PAR LA REGLE D'OR DE FERMI A UNE SITUATION DE COUPLAGE FORT DECRITE PAR LE DEDOUBLEMENT DE RABI. UN CALCUL DES MAGNETOEXCITONS, VALABLE A TOUS LES CHAMP MAGNETIQUES, A ETE DEVELOPPE AFIN D'OBTENIR UNE COMPARAISON POUR LES ENERGIES ET LES FORCES D'OSCILLATEURS EXCITONIQUES.
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CE TRAVAIL A PORTE SUR UNE ETUDE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE DES PROPRIETES OPTIQUES D'HETEROSTRUCTURES A PUITS QUANTIQUES CONTRAINTS IN#XGA#1#-#XAS/GAAS. DES EXPERIENCES DE PHOTOLUMINESCENCE, DE REFLECTIVITE ET D'ABSORPTION OPTIQUE DETECTEE THERMIQUEMENT (AODT) ONT ETE EFFECTUEES, AUX TEMPERATURES DE L'HELIUM LIQUIDE, SUR DEUX SERIES D'ECHANTILLONS ELABORES RESPECTIVEMENT PAR EPITAXIE SOUS JETS MOLECULAIRES (EJM) ET PAR EJM A PARTIR D'ORGANO-METALLIQUES (EJMOM). L'ANALYSE SPECTRALE (ENERGIES ET LARGEURS DES SIGNAUX) DES ECHANTILLONS EJM CONFIRME CLAIREMENT QUE LA TRANSITION 2D/3D DU MODE DE CROISSANCE, PAR FORMATION D'ILOTS COHERENTS (SANS DISLOCATIONS), EST REPOUSSEE ET QUE LES PHENOMENES DE SEGREGATION DES ATOMES D'INDIUM CONNAISSENT UNE LIMITATION LORSQU'ON ELOIGNE LE SYSTEME DE L'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE, EN REDUISANT LA TEMPERATURE DE CROISSANCE OU EN AUGMENTANT LA VITESSE DE CROISSANCE. LES RESULTATS OBTENUS SUR LES ECHANTILLONS EJMOM REVELENT UN EXCELLENT CONTROLE DE L'EPAISSEUR DES PUITS ; L'OBSERVATION DE RAIES DISCRETES DE PHOTOLUMINESCENCE, ATTRIBUEES A DES FLUCTUATIONS D'EPAISSEURS DES PUITS D'UNE MONOCOUCHE (MC), TEMOIGNE DE LA BONNE QUALITE DES INTERFACES (LARGES ETENDUES DES TERRASSES DANS LE PLAN DE CROISSANCE). DES MECANISMES DE TRANSFERTS INTERPUITS, PAR ACTIVATION THERMIQUE DES EXCITONS, SONT MIS EN EVIDENCE ET MODELISES. DANS LA GAMME D'EPAISSEUR DES PUITS (3-16 MC), UNE COMPARAISON ENTRE LES ENERGIES DES DIFFERENTES TRANSITIONS EXCITONIQUES OBSERVEES EN AODT ET CELLES CALCULEES EN PRENANT EN COMPTE LES EFFETS DE CONTRAINTE ET DE SEGREGATION A PERMIS DE FIXER, POUR LES DEUX SERIES D'ECHANTILLONS ETUDIES, UNE VALEUR COMMUNE DU DECALAGE DE BANDES RELATIF Q#C DE 0,640,01 DANS LE DOMAINE DE COMPOSITION 0,2
Author: HONG WU.. LIU Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages :
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LES ETUDES OPTIQUES DE TRANSPORT VERTICAL DANS UN SYSTEME DE DOUBLE PUITS QUANTIQUES ASYMETRIQUE SOUS CHAMP ELECTRIQUE GA#0#.#7AL#0#.#3AS/GAAS ONT PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE LES RESONANCES DE TRANSFERT D'ELECTRONS, DE TROUS ET D'EXCITONS A BASSE TEMPERATURE. CES RESULTATS SONT COMPARES A DES CALCULS DES TEMPS TUNNEL ASSISTES PAR LES DEFAUTS DU SYSTEME OU LES PHONONS. LES ETUDES DE PUITS QUANTIQUES A MODULATION DE DOPAGE ONT MONTRE LA LEVEE PARTIELLE DES REGLES DE SELECTION EN PRESENCE DE PORTEURS AINSI QUE L'AUGMENTATION DE LA DUREE DE VIE RADIATIVE DUE AUX EFFETS A N CORPS
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Dans ce travail, des structures à boîtes quantiques (BQs) InAs de faible densité émettant à 1,3μm sur substrat GaAs ont été réalisées par épitaxie par jets moléculaires. Les performances optoélectroniques des BQs ont été mesurées principalement par spectroscopie optique. L’étude d’une BQ unique par micro-photoluminescence a permis de mettre en évidence les raies d'émissions des excitons et biexcitons (antiliants) associés aux niveaux fondamentaux des boîtes. Certains spectres à raies multi-excitoniques enregistrés à très basse puissance d’excitation ont été attribués à des configurations excitoniques sous l'effet du couplage latéral entre deux BQs. Ces observations expérimentales ont été confirmées théoriquement par la résolution de l'équation de Schrödinger à trois dimensions dans l'approche de la combinaison linéaire des orbitales atomiques pour construire les états moléculaires. Enfin, les propriétés optiques des BQs isolées et couplées latéralement en présence d’un champ électrique ont été étudiées théoriquement, montrant l’importance de l’application d’un champ électrique pour contrôler l’état de charge dans une BQ unique et sur les différents états excitoniques dans une molécule de BQs pour les applications de traitement quantique de l'information.
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Ce travail porte sur une étude expérimentale et théorique des propriétés optiques de puits quantiques contraints GaInAsN/GaAs élaborés par épitaxie sous jets moléculaires. Les transitions interbandes du puit GaInAsN sont étudiés par photoluminescence et absorption optique traitée thermiquement. Les énergies correspodantes sont calculées grâce à un modèle k.p. à 10 bandes traitant simultanément la contrainte et le couplage entre états électroniques de l'azote et de la bande de conduction de GaInAs. Le décalage des bandes de conduction contraint GaInAsN/GaAs et de la masse effective des porteurs sont déterminés. La force d'oscillateur et l'élargissement inhomogène des excitons ainsi que le coefficient d'absorption des puits sont extraits des spectres. Un recuit provoque un décalage vers le bleu des énergies de transition, qui résulte de l'interdiffusion In/Ga et du réarrangement local autour de l'azote.Cette réorganisation atomique conduit à une diminution du couplage de l'azote avec la bande de conduction
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DANS CE TRAVAIL, NOUS ETUDIONS LES PROPRIETES OPTIQUES D'HETEROSTRUCTURES III-V PAR SPECTROSCOPIE DE MODULATION OPTIQUE. EN PARTICULIER, NOUS NOUS INTERESSONS AU SYSTEME GAINAS/ALINAS. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS DEVELOPPE UN ENSEMBLE EXPERIMENTAL SENSIBLE, TRAVAILLANT DANS LA GAMME 0.6-1.8 MICROMETRES ET POUR DES TEMPERATURES VARIANT DE 8K A 600K. NOUS AVONS EGALEMENT MONTRE LA FAISABILITE D'UN PROTOTYPE DE PHOTOREFLECTIVIMETRE COMPACT ET PERFORMANT. NOUS AVONS, CARACTERISE DES COUCHES SIMPLES D'ALINAS/INP. LA REPONSE DE PHOTOREFLECTIVITE (PR) NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE UNE MODULATION DE COMPOSITION AINSI ET UN EFFET DE LOCALISATION DANS ALINAS. EN OUTRE, NOUS AVONS DETERMINE LES PROPRIETES FONDAMENTALES DE PUITS QUANTIQUES DE GAINAS/ALINAS: DETERMINATION DE LA DISCONTINUITE DE BANDE, QUALITE DES INTERFACES ET DU MATERIAU. ENFIN, NOUS AVONS APPLIQUE CETTE TECHNIQUE A LA MESURE DE LA POSITION DU NIVEAU DE FERMI DE SURFACE DANS DES STRUCTURES DE TYPE UN#+ (COUCHE NON DOPEE/COUCHE DOPEE N#+) ALINAS. LES MEMES TYPES DE STRUCTURES ONT ETE ELABOREES AFIN DE MESURER LE CHAMP PIEZOELECTRIQUE DANS UN PUITS CONTRAINT DE GAINAS/GAAS EPITAXIE SUR UN SUBSTRAT POLAIRE
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LES MULTI-PUITS QUANTIQUES GAAS/GAALAS PERMETTENT DE REALISER LES FONCTIONS DE MODULATION DE PHASE ET D'AMPLITUDE D'ONDES MOYEN-INFRAROUGE VIA LES TRANSITIONS INTERSOUSBANDES. CES TRANSITIONS OPTIQUES FORTEMENT RESONNANTES DANS LA GAMME SPECTRALE 8-12 M SONT A L'ORIGINE DES SUSCEPTIBILITES NON LINAIRES ELEVEES DE CES HETEROSTRUCTURES. LES MODULATIONS DE PHASE ET D'AMPLITUDE PAR DES EFFETS ELECTROOPTIQUES DU PREMIER ET DU SECOND ORDRE SONT TOUT PARTICULIEREMENT ETUDIEES ICI. L'ELECTROREFRACTION LIEE A LA MODIFICATION DE LA DISPERSION D'INDICE ASSOCIEE AUX TRANSITIONS INTERSOUSBANDES EST MISE EN EVIDENCE PAR INTERFEROMETRIE LASER. LA TRANSFORMATION DE KRAMERS-KRONIG PERMET DE DEMONTRER LA CORRELATION DIRECTE ENTRE L'ELECTROREFRACTION ET L'ELECTROABSORPTION. TROIS TYPES DE STRUCTURES SONT PROPOSES. LES MODULATEURS A EFFET STARK SONT ETUDIES DANS UN PREMIER TEMPS. ILS SONT CONSTITUES DE PUITS ASYMETRIQUES, LA MODULATION CONSISTE A MODIFIER, PAR UN CHAMP ELECTRIQUE EXTERNE, LA LONGUEUR D'ONDE DE RESONANCE INTERSOUSBANDE. LA SECONDE POSSIBILITE CONSISTE A MODIFIER ELECTRIQUEMENT LA FORCE D'OSCILLATEUR DES TRANSITIONS INTERSOUSBANDES. POUR CE FAIRE, ON UTILISE DES DOUBLES PUITS QUANTIQUES OU DEUX NIVEAUX EXCITES SONT, A TENSION NULLE, A L'ANTICROISEMENT. L'INFLUENCE DE LA DENSITE ELECTRONIQUE SUR L'ABSORPTION INTERSOUSBANDE ET LA DISPERSION D'INDICE ASSOCIEE EST EGALEMENT ETUDIEE. DES DOUBLES PUITS QUANTIQUES ASYMETRIQUES SONT PROPOSES. LA TECHNIQUE CONSISTE A APPLIQUER UN CHAMP ELECTRIQUE POUR TRANSFERER PAR EFFET TUNNEL DES ELECTRONS D'UN PUITS VERS L'AUTRE. CE FAISANT, PUISQUE LES PUITS N'ONT PAS LES MEMES ENERGIES DE RESONANCE INTERSOUSBANDE, ON AGIT SUR L'OCCURRENCE DE DEUX TRANSITIONS OPTIQUES. LES PERFORMANCES DE CES TROIS DISPOSITIFS SONT COMPARABLES: TYPIQUEMENT 20% POUR LE TAUX DE MODULATION D'AMPLITUDE ET /38 RADIANS POUR LE DEPHASAGE, TOUS DEUX INDUITS PAR UN CHAMP ELECTRIQUE DE 20 KV/CM
Author: Pierre Bigenwald
Author: Pierre Bigenwald
Author: Nathalie Herschkorn
Author: Pierre Rolland
Author: JEROME.. TIGNON
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Author: HONG WU.. LIU
Author: Mourad Baira
Author: Tarik Bouragba
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Author: EMMANUEL.. DUPONT