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propriétés électroniques, optiques et dynamiques de boites quantiques auto-organisées et couplées sur substrat InP
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Cornet, Charles |
| Copyright Year | 2006 |
| Abstract | Ce manuscrit de these porte sur l'etude et la comprehension des boites quantiques InAs sur substrat InP, travail mene en collaboration avec l'universite technique (TU) de Berlin en Allemagne, et l'universite catholique (KU) de Leuven en Belgique, dans le cadre du reseau d'excellence europeen SANDIE. Le chapitre 0 est une introduction detaillee a la physique des boites quantiques. Cette partie mets en evidence les motivations et les enjeux scientifiques lies a l'etude des boites quantiques, et en particulier dans le systeme InAs/InP. Les principes de fabrication des boites quantiques par epitaxie par jet moleculaire sont egalement detailles. Le chapitre 1 presente une etude theorique des boites quantiques sur substrat InP. Ces boites sont tout d'abord etudiees a l'aide d'une methode de calcul de type k•p a huit bandes. L'influence de la composition de la boite quantique (InAs ou InAsSb), ainsi que celle de l'orientation du substrat ((311)B ou (100)) sur les proprietes optiques des ces boites est ainsi analysee. Des solutions sont ainsi proposees pour l'utilisation de telles boites quantiques comme sources laser pour les applications telecom (1.5 µm), ou encore pour la detection de gaz, ou les transmissions en espace libre (entre 2 et 5 µm). Dans le chapitre 2, les boites quantiques sont etudiees experimentalement. De nombreuses techniques de spectroscopie ont ete utilisees (photoluminescence, magneto-photoluminescence, spectroscopie d'absorption) afin de determiner les constantes fondamentales de nos boites quantiques. Ainsi, le coefficient d'absorption, le rayon de Bohr de l'exciton, sa masse effective et son energie de liaison sont mesures dans le systeme InAs/InP, ainsi que les ecarts energetiques entre les etats fondamentaux et excites de boites quantiques. Il est ainsi demontre experimentalement que l'utilisation d'un alliage quaternaire InGaAsP est plus adapte pour les applications laser que l'alliage binaire InP. Le couplage lateral de boites quantiques est etudie a la fois experimentalement et theoriquement dans le chapitre 3. Lorsque l'alliage quaternaire InGaAsP est utilise avec des conditions de croissance optimisees, une tres haute densite de boites quantiques peut etre obtenue, avec une bonne organisation de ces boites dans le plan de croissance. Une nouvelle methode de calcul dans l'espace reciproque a ete developpee afin de simuler un tel super-reseau de boites quantiques. Ces calculs predisent qu'il peut exister un couplage lateral entre ces boites quantiques pour de si fortes densites. Des experiences de magneto-photoluminescence, de photoluminescence et d'electroluminescence sont utilisees afin de mettre en evidence ce couplage lateral. L'influence de ce couplage sur la redistribution des porteurs de charge dans les composants laser est discutee. Il est montre qu'un regime de couplage judicieusement choisi permet d'ameliorer les performances des lasers a boite quantique. Finalement, des experiences pompe-sonde sur les boites quantiques InAs/InP sont presentees dans le chapitre 4. Les temps de vie radiatifs des niveaux d'energie de boites quantiques sont mesurees. Une interpretation de ces mesures est donnee en terme de duree de vie de l'exciton et du biexciton dans nos boites quantiques, et les consequences de ces mesures sur le comportement dynamique des composants lasers a base de boites quantiques sont discutees. Des conclusions et des perspectives a ce travail de these sont enfin presentees, ainsi que la bibliographie utilisee comme support et point de depart de ce travail de these. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00132644/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
