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Dissertations / Theses on the topic 'Puit quantique'
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Koeniguer, Cédric. "Transport électronique dans les détecteurs à cascade quantique." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00491605.
Full textAbstract:
Les détecteurs infrarouge à puits quantiques photovoltaïques sont des capteurs intéressants pour des applications où les flux de photons à détecter sont faibles, car ils permettent de s'affranchir du courant d'obscurité. Le premier chapitre de cette thèse présente l'évolution des ces détecteurs au travers d'un comparatif des caractéristiques, permettant de comprendre pourquoi le détecteur à cascade quantique (QCD) est un dispositif intéressant pour la détection infrarouge. Le second chapitre propose un modèle de transport électronique valable proche de l'équilibre thermodynamique, dans lequel nous considérons que seules les interactions électrons/phonons peuvent transférer les électrons d'une sous-bande d'énergie vers une autre. L'introduction de quasi-niveaux de Fermi, associés à chaque période du dispositif permet de donner une approche globale plus simple de ces transferts. On montre ainsi que la densité de courant, qui se déduit de manière générale en comptabilisant les échanges électroniques entre les sous-bandes, est analogue à celle d'une diode Schottky, permettant de donner une expression simple de la résistivité, qui est alors interprétée comme une relation d'Einstein. Le modèle est ensuite confronté aux résultats expérimentaux. Enfin, un dernier chapitre présente un échantillon QCD détectant à 5.7 µm, qui est dans un premier temps caractérisé optiquement et électriquement. Le modèle précédent lui est appliqué afin donner une première approche de l'influence des différents paramètres. Cette comparaison permet de mettre en évidence quelques limites liées aux hypothèses simplificatrices du modèle.
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Beian, Mussie Thomas. "Spectral evidence for a condensate of dark excitons in a trap." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066671.
Full textAbstract:
Les excitons spatialement indirects, en tant que bosons composites, sont des candidats prometteurs pour l'exploration des systèmes corrélés à N-corps. Ils possèdent une dipôle électrique intrinsèque et une variété de spin 4 fois dégénérée, et devraient former un condensat de Bose-Einstein au-dessous de quelques Kelvins. De récents résultats théoriques montrent que cette condensation doit se produire au sein des états optiquement noirs. Néanmoins les interactions peuvent créer un couplage cohérent vers une population brillante, rendant ainsi accessible la détection du condensat par le biais de sa photoluminescence. Nos expériences portent sur un gaz froid d'excitons indirects dans un double puits quantique. Les excitons sont photo-générés par une excitation laser et confinés dans un piège électrostatique. Nous avons observé une réduction de la population d'excitons brillants pour un gaz de densité fixe à basses températures. Ceci contraste fortement avec le comportement attendu d'un gaz froid soumis à la statistique de Maxwell-Boltzmann. Ces résultats expérimentaux sont confirmés par un modèle phénoménologique montrant que la condensation dans les états noirs est compatible avec le noircissement anormal observé. Une réduction de la température pourrait en principe amplifier ces signatures, cependant dans le GaAs l'interaction exciton-phonon permettant le refroidissement est fortement réduite pour des températures inférieures au Kelvin. Nous avons donc développé une technique permettant le contrôle in-situ du confinement des excitons indirects sans échauffement du gaz, ouvrant ainsi la voie à l'exploration du refroidissement évaporatif des excitons<br>Spatially indirect excitons, being composite bosons, are attractive candidates to explore correlated many-body systems. They possess an inherent electric dipole and a four-fold spin manifold. Indirect excitons are expected to form a BEC below a few Kelvins. Recent theoretical results show this condensation must occur in optically dark states. Interactions, however, can lead to a coherent coupling to a bright population, rendering the condensate accessible through its PL. Here we report on a cold gas of indirect excitons in coupled quantum wells. indirect excitons are photo-generated through pulsed laser excitation. Indirect excitons are confined in an electrostatic traps. Thus, we are able to observe an anomaluos depletion of the bright state population for a fixed gas density at lower bath temperatures. This stands in stark contrast to the expected classical behavior of a cold gas of indirect excitons obeying Maxwell-Boltzmann statistics. The experimental results are confirmed by a phenomenological model showing that condensation into the dark state is compatible with the observed anomalous darkening. Reducing the gas temperature should reinforce these signatures. However, in GaAs exciton-phonon interaction is strongly reduced for sub-Kelvin temperatures. We have thus developed a technique to control the indirect excitons confinement in-situ. Our method does not increase the gas temperature and thus paves the way towards the exploration of evaporative cooling for indirect excitons
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Senellart, Pascale. "Etude de l'émission non-linéaire de microcavités à base de semi-conducteurs III-V en régime de couplage fort." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066225.
Full text
4
Nevou, Laurent. "Emission et modulation intersousbande dans les nanostructures de nitrures." Paris 11, 2008. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00282996.
Full textAbstract:
Depuis une vingtaine d’années, la physique et les applications des transitions intersousbandes ont connu un essor remarquable. Il reste aujourd’hui deux frontières à explorer : l’extension vers le THz et celle vers le proche infrarouge. Pour atteindre le domaine spectral des télécommunications par fibre optique, les puits et boîtes quantiques GaN/AlN étudiés dans cette thèse sont les candidats les plus sérieux car ils présentent une discontinuité de potentiel suffisamment élevée en bande de conduction (1,75 eV). Je présente en premier lieu mes expériences à température ambiante portant sur les puits quantiques GaN/AlN épitaxiés par jets moléculaires sur substrat saphir (0001). Je montre l’amplification résonante de la génération de second harmonique à λ~1 µm mais aussi la première observation de la luminescence intersousbande à λ~2,1 µm sous pompage optique. J’étudie ensuite le confinement quantique dans des structures à puits quantiques couplés GaN/AlN. Ces structures ont permis de mettre en évidence le transfert tunnel des électrons entre puits quantiques sous application d’une tension et de fabriquer un modulateur électro-optique rapide (3 GHz). Finalement, j’étudie le confinement quantique dans les boîtes quantiques GaN/AlN. Dans ces nano-objets, je mets en évidence à température ambiante l’émission intrabande pz-s à λ~1,48 µm. Je déduis de ces mesures la largeur de raie intrabande d’une boîte unique. Je montre en outre que la durée de vie des électrons excités est ~160 fs via des expériences de pompe-sonde. A partir des mesures de saturation d’absorption et d’émission, j’estime le temps de cohérence des électrons entre les sous niveaux à T2~320 fs<br>Intersubband transitions in semiconductor heterostructures have been intensively studied since the mid 80s. Nowadays there are two frontiers to explore: extending the operation of intersubband devices to the THz domain and to the near infra-red range. To reach the optical fiber telecommunication spectral range, the GaN/AlN quantum wells and quantum dots under investigation in this manuscript are the most promising candidates due to their large conduction band offset (1. 75 eV). I first present room-temperature experiments on GaN/AlN quantum wells grown by molecular beam epitaxy on sapphire substrate (0001). I report on the resonant enhancement of second harmonic generation at λ~1 µm as well as the first observation of intersubband emission at λ~2. 1 µm under an optical pumping at room temperature. I then study the electron quantum confinement in GaN/AlN coupled quantum wells and demonstrate the electron tunnelling between the two quantum wells under applied bias. This process is then applied to the realization of a fast electro-optical modulator (3 GHz). Finally, I investigate the quantum confinement in GaN/AlN quantum dots. In these nano-objects, I describe the observation of intraband emission between the pz and s states at λ~1. 48 µm at room temperature. These measurements allow to estimate the homogeneous broadening of the intraband transition in a single quantum dot. I then present pump-probe experiments aimed at measuring the lifetime of excited electrons, T1~160 fs. The dephasing time of electrons between the quantum dot states is estimated to be T2~320 fs based on absorption saturation and emission measurements
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Marotel, Pascal. "Spectroscopie optique de l'oxyde de zinc." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647305.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'étude des propriétés optiques de l'oxyde de zinc (ZnO), matériau semi-conducteur à grand gap. La technique de caractérisation principale de ce travail est la spectroscopie par photoluminescence, technique non destructive permettant d'obtenir des informations relatives à la structure électronique d'un matériau. Après avoir présenté les propriétés du ZnO, de ses alliages, et rappelé quelques principes de base associés à la luminescence des matériaux semi-conducteurs., nous comparerons dans un premier temps les propriétés optiques de différents types de ZnO monocristallin, selon leur mode d'élaboration : matériaux massifs de différentes origines, couches épitaxiées et nanofils. Ces comparaisons ainsi que l'étude des effets sur les spectres de photoluminescence des traitements tels que recuit et passivation nous permettront d'avancer différentes hypothèses quant à l'origine de la luminescence visible dans ce matériau grand gap, sujet encore controversé dans la littérature. Dans un deuxième temps, nous présenterons notre contribution à l'étude du dopage p du matériau, qui est encore aujourd'hui le verrou pour l'obtention de diodes électroluminescentes à base de ZnO. Nous examinerons le problème du dopage intrinsèque de type n et de la compensation, préalable indispensable avant d'aborder le dopage de type p. Le dopage p est traité ici principalement au travers des études optiques d'échantillons implantés et recuits. Plusieurs variantes liées à l'implantation d'azote seront présentées et l'obtention de paires donneur accepteurs clairement mise en évidence pour des conditions de recuit optimisées. La nature des accepteurs présents est discutée par référence aux travaux antérieurs. .
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Tati, Bismaths Logane Weber Wolfgang. "Étude du mouvement du spin d'électrons dans les puits quantiques dépendant du spin." Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/985/01/TATI_BISMATHS_Logane_2008.pdf.
Full text
7
Papic, Zlatko. "Fractional quantum hall effect in multicomponent systems." Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112121.
Full textAbstract:
Nous étudions un certain nombre de manifestations de l’effet Hall quantique fractionnaire dans les bicouches d’effet Hall quantique, des puits quantiques larges ou le graphène, dans lesquels les degrées de liberté multicomposantes produisent des phénomènes physiques insolites. Dans la bicouche d’effet Hall quantique du remplissage total ν = 1, nous examinons les fonctions d’onde mixtes des bosons composites et fermions composites afin de décrire la destruction de la suprafluidité excitonique au fur et à mesure qu’on augmente la distance entre les deux couches. Nous proposons des fonctions d’onde d’essai qui décriraient bien l’´etat de la bicouche quand il s’agit de distances intermédiaires et nous y étudions leurs propriétés. Dans la bicouche d’effet Hall quantique du remplissage total ν = 1/2 et ν = 2/5, nous étudions la transition de phase quantique entre les états multicomposantes de Halperin et les phases polarisées (abeliannes et non-abeliannes) en fonction des modifications effectuées dans le terme tunnel. Afin d’étudier les transitions, nous utilisons à la fois la diagonalisation exacte et la théorie effective BCS. Nous présentons d’autre part un modèle réaliste du puits quantique large que nous utilisons dans l’examen des états avec un dénominateur pair, à ν = 1/2 et ν = 1/4 dans le plus bas niveau de Landau. Nous proposons enfin quelques états d’effet Hall quantique fractionnaire possibles dans le graphène, celles-ci reposant sur l’image multicomposante qui concerne les degrés de liberté de spin et de vallée<br>We study a number of fractional quantum Hall systems, such as quantum Hall bilayers, wide quantum wells or graphene, where underlying multicomponent degrees of freedom lead to the novel physical phenomena. In the quantum Hall bilayer at the filling factor ν=1 we study mixed composite boson-composite fermion trial wave functions in order to describe the disordering of the exciton superfluid as the bilayer distance is increased. We propose wave functions to describe the states of the bilayer for intermediate distances and examine their properties. At the bilayer total filling ν=1/2 and ν=2/5 we study the quantum phase transition between the multicomponent Halperin states and the polarized, Abelian and non-Abelian, phases as the tunneling term is varied. We use a combination of exact diagonalization and the effective BCS model to study the transitions. Furthermore we introduce a realistic model of the wide quantum well which is used to examine even-denominator quantum Hall states at ν=1/2 and ν=1/4 in the lowest Landau level. Finally, we explore some possibilities for the fractional quantum Hall effect in graphene based on the multicomponent picture of spin and valley degrees of freedom
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Tati, Bismaths Logane. "Étude du mouvement du spin d’électrons dans les puits quantiques dépendant du spin." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2008. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2008/TATI_BISMATHS_Logane_2008.pdf.
Full textAbstract:
J’ai étudié dans la première partie de ma thèse le mouvement du spin des électrons réfléchis dans un puits quantique formé par le système Au/Co(001). La présence d’une interface magnétique et l’existence des interférences quantiques entrainent un comportement oscillatoire des angles du mouvement de spin. J’ai aussi montré que ces oscillations peuvent bien être décrites par le modèle d’interféromètre de Fabry-Pérot, et que la simulation des données expérimentales permet l’étude des propriétés de réflexion de l’interface qui ne sont pas accessibles expérimentalement de façon directe. Dans la seconde partie j’ai réalisé une étude similaire sur le système Fe/Ag(001). Deux périodes d’oscillations ont été identifiées : une longue période qui est liées aux effets des interférences quantiques des électrons dans la couche de Fe et une courte période d’une monocouche indépendante de l’énergie des électrons incidents, que avons attribuée à la variation périodique de la morphologie du film de Fe qui alterne entre une couche d’atomes complète et incomplète<br>In the first part of my PhD I studied the spin-motion of spin-polarized electrons in the quantum well system Au/Co(001). The existence of a ferromagnetic interface and of quantum interferences leads to an oscillatory behaviour of the spin-motion angles. I also showed that these oscillations are well described by a Fabry-Perot interferometer model, and that the simulation of the experimental data allows the study of the spin-dependent reflection properties of the buried interface which are not directly accessible. In the second part, I performed a similar study of the system Fe/Ag(001). Two periods of oscillations were identified in this case: a long one due to quantum interference of electrons in the Fe films, and a short one with the period of one monolayer, which are attribute to the periodic variation of the morphology of the Fe film, alterning between filled and incompletely filled atomic layers
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Bouragba, Tarik. "Propriétés optiques de puits quantiques GaInAsN/GaAs." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688818.
Full textAbstract:
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 energies 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 energies 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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Guasch, Cathy. "Le glissement des dislocations, une méthode de découpe d'un puits quantique en lignes quantiques. Application à GaAs/AlxGa1-xAs." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0033.
Full textAbstract:
Nous proposons une methode de fabrication de lignes quantiques, basee sur les decalages que produit le glissement des dislocations dans un cristal. Nous definissons les conditions d'application de cette methode a un substrat de gaas classique dont la surface est orientee (001), puis a un puits quantique de gaas de 5 nm entre deux barrieres de al(x)ga(1-x)as, depose sur un subtrat de gaas du meme type. Les observations en microscopie a force atomique et en microscopie electronique en transmission permettent de verifier l'efficacite de la methode. Les effets d'une forte deformation, obtenue par flexion trois points, sont ensuite observes en photoluminescence, excitation de la photoluminescence et spectroscopie raman, et sont correles aux observations de microscopie a force atomique. Ces principaux resultats sont interpretes par la decoupe du puits quantique en lignes quantiques dont la largeur evolue depuis une valeur infinie vers une valeur minimale d'environ 30 nanometres au maximum de deformation. Nous montrons qu'il est necessaire d'exploiter le debut de la deformation, afin de controler la distance entre les glissements, et leur hauteur. Nous proposons deux methodes simples pour tenter de localiser les sources de dislocations
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Nagle, Julien. "Etude physique du laser à puits quantique." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608314t.
Full text
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Nagle, Julien. "Etude physique du laser a puits quantique." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066549.
Full textAbstract:
L'approche experimentale choisie consiste a etudier les proprietes spectroscopiques de l'emission spontanee et stimulee pour des composants deja realises. Parallelement, un modele realiste a ete elabore dont la nouveaute reside dans l'inclusion explicite des effets de la densite d'etats de la cavite optique. L'accord est excellent pour les lasers gaas/algaas; l'inclusion des courants associes a la recombinaison dans la cavite permet d'expliquer la superiorite des lasers grinsch sur les lasers sch. Des structures optimisees sont presentees pour les lasers a puits quantiques avec zone active en gainas. Les difficultes rencontrees dans ce systeme tiennent a l'effet auger et aux courants de cavite. D'autre part il persiste dans ce systeme des problemes d'elaboration du materiau et des interfaces auxquels les structures laser a puits quantiques sont plus sensibles que les structures dh traditionnelles a zone active large
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Tribollet, Jérôme. "Dynamique des spins électroniques et excitoniques dans les hétérostructures semiconductrices 2D et 0D mesurée par rotation Faraday résolue en temps." Paris 7, 2003. http://www.theses.fr/2003PA077121.
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14
Bonifacie, Stéphane. "Etude théorique et expérimentale d'un gaz bidimensionnel d'électrons désordonné en régime d'effet Hall quantique." Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20188.
Full text
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Tignon, Jérôme. "Etude de proprietes optiques de puits quantiques de semiconducteurs dans deux cas limites : puits quantiques peu profonds, microcavites de semiconducteurs." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066710.
Full textAbstract:
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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MOUSSA, ZAFER. "Emission inter-sous-bandes dans les puits quantiques." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112404.
Full textAbstract:
Ce travail de these se rapporte a l'emission intersous-bande dans les puits quantiques. Le manuscrit se divise en cinq chapitres. Le chapitre i est un rappel des proprietes optiques des puits quantiques. Dans le deuxieme chapitre je presente la premiere mise en evidence de la generation de second harmonique dans des puits quantiques sige/si. La partie experimentale est precedee par un historique de la generation de second harmonique dans les puits quantiques et par un rappel des proprietes des transitions intersous-bandes en bande de valence dans les puits quantiques sige. La generation de second harmonique permet l'obtention d'une emission coherente sous pompage optique, mais une alternative plus interessante est l'emission laser sous pompage optique avec inversion de population. C'est l'objet des trois chapitres suivants. Dans le troisieme chapitre, je presente une revue historique de l'emission intersous-bande en regime spontane et en regime laser (laser a cascade quantiques). L'etude des mecanismes de relaxation non-radiatifs qui permet de prevoir la possibilite de l'inversion de population dans des puits quantiques couples est ensuite detaillee. La notion de l'ingenierie des taux de relaxation est introduite dans cette partie en insistant sur le role des phonons optiques longitudinaux. Comme etape preliminaire vers l'emission laser sous pompage optique, les resultats de l'observation de l'emission spontanee sous pompage intersous-bande et interbande sont presentes dans le quatrieme chapitre. Nous avons aussi rapporte une nouvelle technique spectroscopique pour l'etude des transitions intersous-bandes par emission corps noir du gaz d'electrons bidimensionnel. Le cinquieme chapitre traite le regime d'emission stimulee. Le calcul de gain prevoit la possibilite de l'oscillation laser sous pompage optique dans des puits quantiques inseres dans un guide d'onde monomode. Enfin un modele plus complet du calcul de gain est presente
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Tessier, Mickaël. "Synthèse et spectroscopie optique de puits quantiques colloïdaux." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066547.
Full textAbstract:
Les particules inorganiques de taille nanométrique ont des propriétés optiques et électroniques qui dépendent de leur taille, de leur forme, de leur composition, et ont un intérêt à la fois d’un point de vue technologique et fondamental. Ce manuscrit de thèse porte sur les nanoplaquettes colloïdales de semi-conducteur. Ce sont des nanoparticules anisotropes dont la plus petite dimension induit un confinement quantique des porteurs de charges. Elles sont alors l’équivalent colloïdal des puits quantiques fabriqués par croissance épitaxiale. Dans ce manuscrit, nous présentons une étude de certains aspects de leur synthèse ainsi que l’analyse et l’interprétation des résultats obtenus par spectroscopie optique sur des ensembles de nanoplaquettes mais aussi sur des nanoplaquettes individuelles. Les mesures spectroscopiques ont pu être effectuées jusqu’à des températures cryogéniques (10 K). D’autre part, une étude spectroscopique a aussi été réalisée sur un premier type d'hétéro-structure colloïdale bidimensionnelle : les nanoplaquettes coeur-coque. Enfin, cette thèse présente aussi la synthèse et les propriétés spectroscopiques d’un autre type d’hétéro-structurebidimensionnelle : les nanoparticules coeur-couronne<br>Inorganic nanoparticles have optical and electronic properties which strongly depend of their size, their shape and their composition. Beside they are objects of both technological relevance and fundamental scientific interest. Colloidal semi-conductor nanoplatelets are atomically flat nanoparticles with a one-dimensional confinement regime for the charge carriers. Consequently nanoplatelets are the colloidal equivalent of epitaxial quantum wells. Some aspects of the synthesis and optical properties of nanoplatelets are covered in this manuscript. Optical spectroscopy measurements have been made on ensemble of nanoplatelets or single nanoplatelets at both room and cryogenic temperatures (10 K). These spectroscopic methods have been also used to study a new type of two-dimensional colloidal heterostructure: core/shell nanoplatelets. Finally, we present the synthesis and the optical properties of another new type of two-dimensional heterostructure: core/crown nanoparticles
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Bouchiha, Dorra. "Étude de rayures dans un double puits quantique en champ magnétique intense." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2002.
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19
Trenado, Nicolas. "Modélisation et simulation des composants optoélectroniques à puits quantiques." Phd thesis, Université de Rouen, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010221.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objet la mise en oeuvre d'une méthode de calcul des états liés dans les structures à multipuits quantiques. Il participe ainsi à l'amélioration des outils de simulation permettant d'optimiser les composants avant leur réalisation. Nous présentons le modèle physique utilisé ainsi que les différentes méthodes couramment employées pour le calcul de ces états. Une comparaison avec le calcul par éléments finis du premier ordre montre un avantage majeur de notre approche dans des cas limites usuels comme le couplage de deux puits identiques ou le calcul des bandes de valence d'un puits quantique large, ainsi qu'en terme de rapidité. La finalité de ce calcul est l'évaluation du gain matériau, élément de base de la simulation des composants. Ce nouveau module vient compléter le simulateur BCBV dont nous rappelons les principaux modèles tels que celui de dérive-diffusion et du couplage électrique-optique en semi-classique. Cependant, la présence de zones quantiques peut nécessiter une approche par la matrice de densité pour rendre compte, de manière plus précise, des phénomènes de transport. Pour finir, nous tentons de comparer les résultats de la simulation du gain avec des mesures effectuées à partir de lasers de type Fabry-Pérot.
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Lefebvre, Pierre. "Etude piézospectroscopique des puits quantiques et superréseaux III-V." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37615081m.
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21
Orgonasi, Jean. "Propriétés optiques des puits quantiques à modulation de dopage." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37617020w.
Full text
22
Lefebvre, Pierre. "Étude piézospectroscopique des puits quantiques et superréseaux III-V." Montpellier 2, 1988. http://www.theses.fr/1988MON20218.
Full textAbstract:
Etude des proprietes optiques (photoluminescence et reflectivite) a basse temperature de puits quantiques et superreseaux iii-v soumis a des perturbations mecaniques externes. Calcul des energies quantifiees des transitions optiques dans le cadre du formalisme des fonctions enveloppes. Mise en evidence et modelisation theorique de la baisse du coefficient de pression hydrostatique du gap optique fondamental dans le cas des simples puits quantiques gasb-alsb et gaas-ga#1#-#xal#xas, par rapport aux coefficients caracteristiques des materiaux massifs (gasb et gaas). Importance de la non-parabolicite des bandes d'energie. Presentation d'une methode originale d'identification des transitions optiques (discrimination entre excitons lourds et legers) par spectroscopie differentielle en piezommodulation biaxiale coplanaire. Spectroscopie optique de microstructures gaas-ga#1#-#xal#xas de types i et ii, sous contrainte uniaxiale. Cette derniere est appliquee soit parallelement a l'axe de croissance de la structure soit dans le plan des couches. L'accord theorie-experience obtenu pour les variations sous contrainte des energies des transitions optiques, dans le cas des echantillons de type i permet d'elargir le champ d'application du modele utilise aux superreseaux gaas-alas de type ii. La contrainte uniaxiale permet alors de confirmer l'ordonnancement des sous-bandes fondamentales de conduction predit par la theorie des fonctions-enveloppes, a condition que le leger desaccord de mailles entre gaas et alas (0,12%) soit pris en compte dans les calculs
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Gendron, Laure. "Transport électronique dans les détecteurs infrarouge à puits quantiques." Paris 7, 2005. http://www.theses.fr/2005PA077215.
Full textAbstract:
Les détecteurs infrarouge à multi puits quantiques sont le sujet de cette thèse. Ces détecteurs photoconducteurs, développés à Thaïes Research and Technology, sont au cœur des caméras thermiques de demain : vision nocturne, par tout temps. . . Pendant 10 ans, les recherches à TRT ont permis d'atteindre un niveau de compréhension des mécanismes de photodétection suffisamment précis pour concevoir un outil de modélisation. Cependant, l'ensemble des mécanismes de ces dispositifs n'est pas contrôlé aujourd'hui. Pour supprimer les risques et optimiser ces détecteurs vers une troisième génération fonctionnant à plus haute température, un effort supplémentaire doit porter sur la modélisation. Cette recherche est centrée sur le transport électronique qui est un point crucial de ces structures : les performances des détecteurs photoconducteurs sont limitées par le courant d'obscurité. Nous étudions des phénomènes basiques qui ont lieu dans ces hétérostructures comme les mécanismes d'injection, la reconfiguration du champ électrique ou les phénomènes d'ionisation par impact. Nous étudions également un nouveau type de photodétecteur photovoltaïque qui repose sur le transfert d'électrons le long d'une cascade de niveaux d'énergie : un Détecteur à Cascade quantique (QCD). Fonctionnant sans tension appliquée, les QCD sont plein de promesses pour les matrices grand format composées de petits pixels où le temps d'intégration ainsi que le remplissage de la capacité sont critiques<br>This thesis deals with multi quantum wells infrared photodetectors (QWIPs). These photoconductor detectors, developed at Thales Research and Technology, are-at the heart of tomorrow's thermal cameras: night vision, in all weathers. . . For 10 years research, works at TRT allowed to reach a comprehension level of photodetection mechanisms precise enough to conceive a modelling tool. However a!l the working mechanisms of these devices are not totally controlled up to now. In order to suppress ail risks and to optimise these detectors toward a third generation working at higher temperature, progresses have to go through an additional effort of modelling. This research was centred on the electronic transport which is indeed a crucial point for these structures : the photoconductive detectors performances are limited by the dark current. We study basic mechanisms taking place in heterostructures as injection mechanism, electric field reconfiguration or impact ionisation phenomena. We also study a new type of photodetector based on electron transfer on a cascade of energy levels that works in a photovoltaic mode : a Quantum Cascade Detecter (QCD). Working with no applied bias, QCD is promising for small pixel, large Focal Plane Arrays where integration time and capacitor filling is a critical issue
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Baylac, Bruno. "Pompage optique orienté dans les puits quantiques : études dynamiques." Toulouse, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAT0005.
Full textAbstract:
Nous avons utilise les ressources du pompage optique oriente dynamique pour mettre en evidence experimentalement des phenomenes physiques, et analyser les mecanismes microscopiques qui les engendrent. Trois themes sont abordes: 1) processus de formation de l'exciton et equilibre dynamique exciton-porteurs libres. 2) mesure du temps de relaxation du spin du trou dans les puits quantiques intrinseques et dopesn. 3) phenomenes collectifs dans les systemes excitoniques denses: deplacement spectral de la luminescence. Phenomenes rapides de relaxation du spin
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Bonnel, Philippe. "Etude optique des doubles puits quantiques GaAs-(GaAl)As." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20243.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'etude des proprietes optiques des structures a doubles puits quantiques realisees a base des composes gaas et (gaal)as). Ces systemes sont modelises par le formalisme des fonctions enveloppes et analyses par diverses techniques de spectroscopie optique. Les relations de dispersion des sous-bandes de valence, pour un vecteur d'onde de propagation dans le plan des couches, sont calculees de maniere exacte. Le transfert de probabilite de presence d'un puits vers l'autre, que peut engendrer l'augmentation du vecteur d'onde k perpendiculaire ou l'application d'une contrainte mecanique externe, est mis en evidence. Nous effectuons une comparaison, tenant compte des effets excitoniques, entre ces resultats theoriques et les mesures optiques
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Calatayud, José. "Etude optique de puits quantiques et superréseaux CdTe-CdZnTe." Montpellier 2, 1992. http://www.theses.fr/1992MON20023.
Full textAbstract:
Les puits quantiques et superreseaux (001) cdte-(cd,zn)te appartiennent a la categorie des structures contraintes: les potentiels de confinement des porteurs dependent donc exclusivement de deux effets: variation des bords de bandes sous contrainte, et decalage de bandes introduit par l'offset chimique. Nous presentons tous d'abord un calcul theorique de la structure de bandes des heterostructures cdte-(cd,zn)te. A cet effet, nous decrivons l'influence du desaccord de maille dans le cadre du formalisme phenomenologique des potentiels de deformation, apres avoir rappele ce que sont les proprietes electroniques du cdte et du (cd,zn)te massifs. Nous determinons ensuite les potentiels de deformation hydrostatique et tetragonale du cdte, au moyen de deux methodes experimentales complementaires: pression hydrostatique et piezomodulation. Enfin, nous exposons des resultats de spectroscopie differentielle appliquee a des simples puits quantiques et superreseaux (001) cdte-(cd,zn)te. Nous obtenons ainsi de precieuses informations sur l'offset de bande de valence et sur les energies de liaisons des excitons
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Barrou, Thomas. "Photodiodes a avalanche a multi-puits quantiques alinas/gainas." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112391.
Full textAbstract:
Ce memoire concerne les photodiodes a avalanche a multi-puits quantiques dans le systeme de materiaux alinas/gainas accordes sur inp. Les structures etudiees presentent la particularite d'etre de type npnp avec une transition de composition graduelle entre la zone d'adsorption et celle de multiplication, contrairement aux approches developpees dans d'autres laboratoires qui etudient des dispositifs npp-p avec une zone de transition en inp. La structure etudiee, et plus particulierement la zone de transition, a ete optimisee a partir de simulations numeriques. Cela a permis d'obtenir des conditions de transport des porteurs satisfaisantes dans le composant. Une caracterisation des coefficients d'ionisation dans les structures multicouches a permis la determination des champs electriques necessaires a l'obtention du phenomene d'avalanche. Un facteur de multiplication de 10 ainsi qu'un facteur d'exces de bruit de 4 pour un fonctionnement a 10 gbit/s ont ete obtenus avec ces dispositifs. Cela a conduit a la realisation d'un photorecepteur dont la sensibilite calculee est de -30 dbm a 10 gbit/s
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THIBAUDEAU, LAURENT. "Theorie et modelisation de detecteurs infrarouge a puits quantiques." Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077258.
Full textAbstract:
Depuis une dizaine d'annees, les detecteurs infrarouge a puits quantiques ont ouvert une voie nouvelle pour la realisation de grandes matrices de detection du rayonnement moyen-infrarouge. L'objet de cette these est de contribuer a la connaissance theorique de differents mecanismes physiques impliques dans le fonctionnement des detecteurs gaas/al#xga#1#-#xas. Apres avoir introduit brievement les outils theoriques de base permettant de comprendre les principes de fonctionnement des detecteurs, nous faisons le lien entre les modeles photoemissif et photoconductif. Nous montrons ensuite comment la prise en compte du champ electrique applique sur la structure modifie le calcul des forces d'oscillateur et de l'absorption. Dans le but de decrire avec precision l'etat d'un electron juste apres ionisation par un photon infrarouge incident, nous presentons une etude temporelle de la photoionisation d'un electron en dehors d'un puits quantique sous champ electrique. Nous developpons ensuite un modele pour la capture des electrons dans un puits quantique sous champ en faisant intervenir la diffusion par les phonons optiques. La vitesse de capture calculee est comparee a celle mesuree dans des experiences de spectroscopie d'impedance. Nous proposons enfin un modele global pour le fonctionnement des detecteurs ; en utilisant comme parametre ajustable la probabilite de capture dans le puits, ce modele fournit des caracteristiques courant d'obscurite tension appliquee en tres bon accord avec l'experience et permet de simuler de facon fiable la reponse et la detectivite des detecteurs
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Orgonasi, Jean. "Proprietes optiques des puits quantiques a modulation de dopage." Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066451.
Full textAbstract:
Nous etudions les proprietes optiques de puits quantiques gaas/gaalas a modulation de dopage par des techniques de luminescence et de spectroscopie d'excitation a 2 k. Nous observons trois effets majeurs specifiques aux puits dopes: l'affaiblissement, voire la disparition des effets excitoniques, un decalage vers le rouge de toutes les energies de transition par rapport a celles obtenues suivant un calcul auto-coherent suivant l'approximation de hartre, valide a densite electronique nulle. On interprete ces phenomenes en tenant compte des interactions coulombiennes a n-corps. Nous decrivons les spectres par le calcul deja mentionne et une diminution apparente de l'energie de la bande interdite provenant des effets a n-corps. En faisant varier le nombre de porteurs dans nos structures, nous etudions la dependance fonctionnelle de cette diminution par raport a la densite electronique dans les puits. Nos resultats sont en accord avec les calculs theoriques existants. Enfin, nous confirmons la description theorique de la bande de valence par des experiences de magneto-luminescence
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Trenado, Nicolas. "Modelisation et simulation des composants optoélectroniques à puits quantiques." Rouen, 2002. http://www.theses.fr/2002ROUES051.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse a pour objet la mise en œuvre d'une méthode de calcul des états liés dans les structures à multipuits quantiques. Il participe ainsi à l'amélioration des outils de simulation permettant d'optimiser les composants avant leur réalisation. Nous présentons le modèle physique utilisé ainsi que les différentes méthodes couramment employées pour le calcul de ces états. Une comparaison avec le calcul par éléments finis du premier ordre montre un avantage majeur de notre approche dans des cas limites usuels comme le couplage de deux puits identiques ou le calcul des bandes de valence d'un puits quantique large, ainsi qu'en terme de rapidité. La finalité de ce calcul est l'évaluation du gain matériau, élément de base de la simulation des composants. Ce nouveau module vient compléter le simulateur BCBV dont nous rappelons les principaux modèles tels que celui de dérive-diffusion et du couplage électrique-optique en semi-classique. Cependant, la présence de zones quantiques peut nécessiter une approche par la matrice de densité pour rendre compte, de manière plus précise, des phénomènes de transport. Pour finir, nous tentons de comparer les résultats de la simulation du gain avec des mesures effectuées à partir de lasers de type Fabry-Pérot<br>The main goal of this work is the implementation of a new method to calculate bound states in multiquantum well devices. It focuses on the improvement of simulation tools and therefore helps the design of optoelectronic devices prior to their fabrication. We describe the physical model used as well as the classical methods usually employed for this calculation. Compared to first order finite element approach, our method deals correctly with borderline cases like coupling of identical wells or valence bands calculation of large wells and is also advantageous in terms of computational time. The aim of this calculation is the material gain evaluation that is the basis for device simulation. Our new module completes the BCBV simulator of which we will describe the main models such as that of drift-diffusion and electro-optic coupling in the semi-classical approach. However, the quantum wells can require a density matrix approach to take into account transport phenomena more precisely. Finally, we try to compare simulation results with experimental measurements taken from Fabry-Pérot lasers
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Ulmer, Tuffigo Hélène. "Propriétés optiques des puits quantiques et superréseaux CdTe/CdZnTe." Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10052.
Full textAbstract:
Ce travail apporte une contribution a l'etude des proprietes optiques des puits quantiques et superreseaux de semiconducteurs. Le systeme que nous avons etudie, cdte/cdznte, reunit les caracteristiques suivantes: il s'agit d'un systeme contraint possedant un faible decalage de bande de valence; de plus, l'interaction coulombienne de la paire electron-trou formant un exciton est importante, du meme ordre que les energies de confinement des porteurs. Nous avons etudie a l'aide de differentes techniques de spectroscopie optique une serie de puits quantiques simples cdte/cdznte, d'epaisseur variant entre 1000 et 20 angstroms. Les spectres des puits les plus larges sont caracterises par la presence de nombreuses raies fines correspondant aux etats quantifies du mouvement du centre de masse de l'exciton dans la couche de cdte. Ce nouveau type de quantification se transforme en la description plus habituelle de l'exciton bidimensionnel forme a partir d'un electron et d'un trou quantifies separement, au fur et a mesure que l'epaisseur de puits diminue. Nous presentons egalement les resultats de spectroscopie que nous avons obtenus sur une serie de superreseaux de type mixte: du fait des signes opposes de la contrainte dans les couches de cdte et cdznte, les electrons et les trous sont confines dans les couches de cdte (exciton de type un, direct dans l'espace reel) alors que les trous legers sont confines dans les couches de cdznte (exciton de type deux, indirect dans l'espace reel). Nous avons etudie l'influence de deux parametres sur la structure de bande de ces superreseaux: la periode et la deformation
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Thiébaut, Nicolas. "Effet Hall quantique fractionnaire dans la bicouche et le puits large." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112050/document.
Full textAbstract:
Les progrès technologiques dans la fabrication des semi-conducteurs permettent, depuis le début des années 80, de réaliser des dispositifs dans lesquels les électrons sont fortement confinés dans un plan, on parle de système d'électrons bidimensionnels. L'application d'un champ magnétique perpendiculaire intense à ce système permit l'observation des effets Hall quantiques (EHQ), entier en 1980 puis fractionnaire en 1982. En présence du champ magnétique et aux températures extrêmement faibles qui sont concernées, le spectre énergétique des électrons bidimensionnels est quantifié en niveaux de Landau macroscopiquement dégénérés. Le comportement du système est alors déterminé par le facteur de remplissage des niveaux de Landau. L'EHQ entier apparaît autour des valeurs de champ magnétiques qui correspondent à un remplissage entier des niveaux Landau, tandis que son pendant fractionnaire est obtenu autour de certaines fractions du facteur de remplissage ν (ν =1/3, 2/5, 5/2, …) . Alors qu'à remplissage ν entier c'est le comportement individuel des électrons qui gouverne le comportement du système, aux facteurs de remplissage fractionnaires les corrélations électroniques dominent. En raison de ce caractère fortement corrélé, l'EHQ fractionnaire sous-tend un effort de recherche expérimental et théorique important depuis sa découverte. En effet, dans le régime fractionnaire les corrélations fortes induisent des propriétés inédites telles l'existence de quasi-particules de charge fractionnaire, mais elles rendent également la description théorique du système ardue. En 1983, Robert Laughlin proposa une fonction d'onde variationnelle modèle pour la description de l'EHQ fractionnaire observé à remplissage ν=1/3, dont il discuta la validité au regard d'une étude numérique approfondie des interactions entre les électrons. Le succès de cette méthode l'éleva au rang de paradigme, et de nombreuses fonctions d'onde d'essai ont depuis été proposées pour l'explication des effets Hall quantiques observés aux autres facteurs de remplissages. Notamment, la fonction d'onde de Moore et Read s'avère pertinente pour la description de l'EHQ observé à demi-remplissage du second niveau de Landau. Celle-ci suggère l'existence de quasi-particules non-abéliennes qui génère des espoirs importants de par ses applications potentielles en informatique quantique protégée topologiquement. Bien que l'EHQ ait également été observé à demi-remplissage du plus bas niveau de Landau, la nature de l'état sous-jacent est encore débatue. Celui-ci n'est observé que dans les systèmes bicouches et dans les puits larges qui sont au centre de ce travail de thèse. Les puits larges désignent les systèmes dans lesquels l'épaisseur du système d'électrons bidimensionnel ne peut plus être négligée, typiquement à des épaisseurs de l'ordre de 100 nm. En raison du potentiel de confinement ressenti par les électrons, leurs niveaux d'énergies dans la direction du confinement sont quantifiés en sous-bandes. Dans un puits extrêmement fin seule la plus basse sous-bande est peuplée et le degré de liberté correspondant est alors gelé, mais dans les puits large les sous-bandes excitées sont pertinentes. Dans ces conditions l'EHQ fractionnaire à demi-remplissage peut également résulter de la stabilisation d'un état à deux composantes qui peuple les sous-bande excitées. Cet état proposé par Bertrand Halperin en 1983 entre en compétition avec l'état de Moore et Read. En plus de ces deux états, un état métallique de fermions composite est possible, ainsi qu'un cristal électronique de Wigner au comportement isolant. La compétition entre ces différents états est arbitrée par une étude de Monte-Carlo variationnel combinée à des calculs de diagonalisation exacte. La nature de l'état qui est stabilisé dépend de la nature du potentiel de confinement. Dans ce manuscrit de thèse sont discutés les dispositifs de la bicouche, du puits large, ainsi que du puits large en présence d'un biais externe<br>Due to technological advances in the manufacture of semiconductors enable, in it possible since the early 80s to create devices in which electrons are strongly confined in a plane, thus effectively realizing a two-dimensional electron system. The application of a strong perpendicular magnetic field to this system led to the observation of the integer quantum Hall effect (QHE) in 1980 and fractional QHE in 1982. Under a strong magnetic field the energy spectrum of the two-dimensional electrons is quantified in Landau levels that are macroscopically degenerate, and the behavior of the system is governed by the filling factor of Landau levels. The integer QHE appears around magnetic field values which correspond to an integer filling of the Landau levels, while the fractional equivalent is obtained around certain fractions of the filling factor ν (ν = 1/3, 2/5, 5 / 2, ...). Although for integers values of ν is the individual behavior of electrons dictates the behavior of the system, the fractional filling factors the electronic correlations dominate. Because of those strong correlations, the underlying fractional QHE motivates an important experimental and theoretical research effort since its discovery. Indeed, in the fractional regime the strong correlations induce novel properties such as the existence fractionally-charged quasiparticles, but they also make the theoretical description of the system laborious. In 1983 Robert Laughlin proposed a variational wave function model for the description of the QHE observed at fractional filling ν = 1/3. He discussed the validity of this trial wave function in a comprehensive numerical study of interactions between electrons. The success of this method made it a paradigm, and many test wave functions have been proposed since then for the explanation of quantum Hall effects observed with other fillings factors. In particular, the wave function of Moore and Read is relevant for the description of the QHE observed at half-filling the second Landau level. This suggests the existence of non-Abelian quasiparticles with potential applications in topologically-protected quantum computing. QHE has also been observed at half filling the lowest Landau level, but the nature of the underlying quantum state is still debated; it is observed that in bilayer systems and wells wide. The large wells, which are the focus of this thesis, refer to systems in which the thickness of the two-dimensional electron system cannot be trivially neglected and usually corresponds to a thickness of about 100 nm. Due to the confinement potential felt by the electrons, their energy levels in the direction of confinement are quantized in sub-bands. In a narrow well only the lowest subband is populated and the corresponding degree of freedom is thus frozen, but in a wide well the excited sub-bands are relevant. Under these conditions fractional QHE at half-filling can also result from the stabilization of a two-state components that also populates the excited sub-band. The corresponding trial state, proposed by Bertrand Halperin in 1983, competes with the state of Moore and Read. In addition to these two states, a metal composite fermion state is a relevant trial state as well as an electronic Wigner crystal, the latter behaving as an insulator. The competition between these states is refered by a variational Monte-Carlo study combined with exact diagonalization calculations. The nature of the state that is stabilized depends on the nature of the confinement potential. In this PhD thesis three confinement potentials are studied: the bilayer, the wide well, and the wide well in the presence of an external bias
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Machhadani, Houssaine. "Transitions intersousbandes dans les puits quantiques GaN/AlN du proche infrarouge au THz." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00591962.
Full textAbstract:
Les transitions intersousbandes dans les hétérostructures de nitrure d'éléments III ont été intensément étudiées dans le proche infrarouge pour des applications télécoms. L'accordabilité dans le proche infrarouge est rendu possible grâce à la discontinuité de potentiel en bande de conduction qui peut atteindre 1.75 eV pour le système GaN/AlN. Les matériaux nitrures suscitent actuellement un grand intérêt à plus grande longueur d'onde infrarouge. C'est par exemple le développement de détecteurs et d'imageurs rapides à cascade quantique dans la gamme 2-5 µm. C'est aussi l'extension des dispositifs intersousbandes dans le domaine de fréquences THz. Ce travail de thèse porte sur l'étude des transitions intersousbandes dans les puits quantiques GaN/Al(Ga)N épitaxiés par jets moléculaires. Le but est d'accorder ces transitions dans une gamme spectrale très large allant du proche au lointain infrarouge. Je montre que les transitions ISB peuvent être accordées dans la gamme 1-12 µm dans les puits quantiques GaN/AlGaN en phase hexagonale synthétisés selon l'axe polaire c [0001]. Ceci impose l'ingénierie du champ électrique interne, dont la valeur peut atteindre dans le GaN 10 MV/cm. Une solution alternative consiste à utiliser une orientation particulière, dite semipolaire, qui conduit à une réduction du champ électrique interne le long de l'axe de croissance [11-22]. J'ai montré que cette réduction du champ interne permet d'accorder les résonances intersousbandes des puits quantiques GaN/AlN dans le proche infrarouge et j'ai pu estimer le champ en comparant les résultats de spectroscopie et simulations. J'ai d'autre part étudié les propriétés interbandes et intersousbandes des puits quantiques de symétrie cubique, qui par raison de symétrie, ne présentent pas de champ électrique interne. Finalement j'ai mis en évidence les premières transitions intersousbandes aux fréquences THz dans les puits quantiques GaN/AlGaN polaires mais aussi cubiques.
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Faribault, Alexandre. "Transition de phase quantique de type verrouillage-déverrouillage dans les canaux linéaires cohérents des phases en rayures dans les doubles puits quantiques sous champ magnétique perpendiculaire." [S.l. : s.n.], 2006.
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Faribault, Alexandre. "Transition de phase quantique de type verrouillage-déverrouillage dans les canaux linéaires cohérents des phases en rayures dans les doubles puits quantiques sous champ magnétique perpendiculaire." Thèse, Université de Sherbrooke, 2006. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/5074.
Full textAbstract:
On peut créer un gaz électronique bidimensionnel en utilisant le potentiel de confinement d'une couche mince d'un semiconducteur dans un substrat fait d'une [i.e.d'un] autre semiconducteur de gap plus élevé. L'ajout d'un champ magnétique perpendiculaire au plan de confinement modifie de façon drastique les propriétés du gaz électronique. Pour des densités et des valeurs du champ magnétique adéquatement choisies, on obtient un état fondamental en onde de densité de charge. Dans un système composé de deux de ces gaz bidimensionnels suffisamment rapprochés l'un de l'autre, on prévoit théoriquement l'existence d'un état fondamental composé d'une onde de densité de charge dans chacun des puits et d'une série de régions linéaires où l'on a une délocalisation cohérente des électrons entre les deux puits. Dans cette thèse, on étudie le comportement à température nulle de cet état fondamental en rayures cohérentes. L'étude numérique des modes collectifs de ces phases laisse croire qu'un déverrouillage des canaux cohérents est envisageable dans ce système. Afin d'étudier cette possibilité, nous construisons d'abord un modèle effectif de canaux quasi-unidimensionnels couplés qui permettent de reproduire correctement les excitations collectives à basse énergie de la phase en rayures cohérentes du double puits quantique. Dans un système de coordonnées adéquatement choisi, ces excitations peuvent être décrites par des ondes de pseudospin. Les paramètres de ce modèle effectif simple peuvent être extraits des calculs des fonctions de réponse réalisés dans l'approximation Hartree-Fock dépendante du temps (appelée aussi Generalized Random Phase Approximation). On constate l'efficacité de ce modèle à décrire la dynamique basse énergie du système pour une certaine plage de distances inter-puits. En retirant de ce modèle les contributions à l'hamiltonien provenant des couplages de type Josephson entre les canaux, on obtient alors un système où les canaux sont déverrouillés. Un traitement en groupe de renormalisation perturbatif des couplages Josephson généraux permet alors de conclure si la phase déverrouillée peut être stable lorsque l'on traite les fluctuations quantiques qui ne sont pas incluses dans l'approximation GRPA. Ces calculs nous permettent de conclure que la phase en rayures cohérentes dans les doubles puits quantiques sous champ magnétique perpendiculaire est telle que les canaux cohérents demeurent toujours verrouillés et ce, peu importe la valeur de la distance inter-puits. On envisage par contre que l'ajout d'un biais électrostatique pourrait permettre de modifier les propriétés du double puits de façon telle qu'une phase en rayures déverrouillées puisse être stabilisée par les fluctuations quantiques.
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Beeler, Mark. "Ingénierie quantique de nanostructures à base de semi-conducteurs III-nitrures pour l'optoélectronique infrarouge." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY044/document.
Full textAbstract:
Ces dix dernières années ont vu l'essor des nanostructures GaN/Al(Ga)N en raison de leur potentiel pour le développement de technologies intersousbandes (ISB) en optoélectronique, et ce dans le spectre infrarouge complet. Ces technologies sont basées sur des transitions électroniques entre des états confinés de la bande de conduction de nanostructures, telles que les puits quantiques, les boîtes quantiques et les nanofils. Les composés III-nitrures sont prometteurs en particulier pour les domaines de la télécommunication ultra-rapide et de l'optoélectronique infrarouge rapide dans la bande 3-5 µm pour deux raisons : un large offset de bande et des temps de vie ISB inférieurs à la picoseconde. De plus, la grande énergie du phonon longitudinal optique du GaN permet d'envisager la réalisation de lasers à cascade quantique THz fonctionnant à température ambiante et de systèmes optoélectroniques ISB fonctionnant dans la bande 5-10 THz, interdite pour le GaAs. Récemment, plusieurs technologies optoélectroniques ISB basées sur le GaN ont été développées, comprenant des photodétecteurs, des switchs, et des modulateurs électro-optiques. Cependant, plusieurs défis restent à relever, en particulier concernant l'extension vers les grandes longueurs d'ondes et l'amélioration des performances des appareils pompés électriquement. Une des difficultés principales opposées à l'extension des technologies GaN ISB vers le lointain infrarouge résulte de la présence d'un champ électrique interne, qui ajoute un confinement supplémentaire, augmentant ainsi la distance énergétique entre les niveaux électroniques dans les puits quantiques. Pour pallier à ce problème, on propose une structure de puits quantique alternative, dont les multiples couches créent un potentiel pseudo-carré. On discute la robustesse de ce design quant aux variations causées par les incertitudes de croissance, et la possibilité de l'intégrer dans des structures nécessitant un transport électronique par effet tunnel résonnant. On décrit également les structures fabriquées par épitaxie par jets moléculaires et présentant de l'absorption de lumière polarisée TM dans la gamme THz. Enfin on propose un design de laser à cascade quantique basé sur ces puits quantiques pseudo-carrés. L'utilisation d'orientations non-polaires est une autre façon possible d'obtenir des potentiels carrés. Dans ce manuscrit, on compare des structures de multi puits quantiques GaN/Al(Ga)N dont les croissances ont été réalisées sur des substrats massifs de GaN orientés a et m. On montre que les meilleurs résultats en termes de propriétés structurales et optiques (interbandes et ISB) sont obtenues pour les structures plan m. On démontre des absorptions ISB à température ambiante dans la fenêtre 1.5-5.8 µm, dont la limite haute est imposée par la seconde harmonique de la bande de Reststrahlen du GaN. Le contrôle de la relaxation des porteurs dans les technologies ISB prend d'autant plus d'importance pour l'ingénierie de ces structures qu'on en augmente les efficacités. L'existence de temps de vie ISB plus longs dans les systèmes confinés latéralement a été démontrée, motivant ainsi les recherches pour intégrer les nanofils en tant qu'élément actif dans les technologies ISB. De plus, le grand rapport de la surface au volume pour les nanofils permet la relaxation élastique des tensions dues aux différences de paramètres de mailles. Cette relaxation augmente la taille de la région active efficace et améliore sa composition, dépassant les limites des systèmes planaires ou des boîtes quantiques. Dans ce manuscrit, on décrit l'observation expérimentale d'absorption de lumière infrarouge polarisée TM attribuée à la transition intrabande s-pz dans des nanodisques GaN/AlN dopés avec du Ge et insérés dans des nanofils de GaN. On compare les résultats obtenus avec les calculs théoriques, qui prennent en compte la distribution en trois dimensions de la tension, les charges de surface et les effets des corps multiples<br>GaN/Al(Ga)N nanostructures have emerged during the last decade as promising materials for new intersubband (ISB) optoelectronics devices, with the potential to cover the whole infrared (IR) spectrum. These technologies rely on electron transitions between quantum-confined states in the conduction band of nanostructures –quantum wells (QWs), quantum dots (QDs), nanowires (NWs). The large conduction band offset between III-N compounds, and their sub-ps ISB recovery times make them appealing for ultrafast telecommunication devices and for fast IR optoelectronics in the 3-5 µm band. Furthermore, the large energy of GaN LO phonon (92 meV) opens prospects for room-temperature THz quantum cascade lasers and ISB devices covering the 5-10 THz band, inaccessible to GaAs. A variety of GaN-based ISB optoelectronic devices have recently been demonstrated, including photodetectors, switches and electro-optical modulators. However, a number of issues remain open, particularly concerning the extension towards longer wavelengths and the improvement of electrically pumped devices performance. One of the main challenges to extend the GaN-ISB technology towards the far-IR comes from the polarization-induced internal electric field, which imposes an additional confinement that increases the energetic distance between the electronic levels in the QWs. In order to surmount this constraint, I propose alternative multi-layer QW designs that create a pseudo-square potential profile. The robustness of the designs in terms of variations due to growth uncertainties, and the feasibility of their integration in devices architectures requiring resonant tunneling transport are discussed. Experimental realizations by molecular-beam epitaxy displaying TM-polarized THz absorption are presented. A quantum cascade laser design incorporating pseudo-square QWs is introduced. An alternative approach to obtain square potential profiles is the use of nonpolar orientations. In this thesis, I compare GaN/Al(Ga)N multi-quantum wells grown on a and m nonpolar bulk GaN showing that the best results in terms of structural and optical (interband and ISB) performance are obtained for m-plane structures. Room-temperature ISB absorption in the range of 1.5–5.8 µm is demonstrated, the longer wavelength limit being established by the second order of the Reststrahlen band in GaN. As ISB devices are pushed towards higher efficiencies, the control of carrier relaxation becomes a key aspect for device engineering. Longer intraband lifetimes have been proven to exist in laterally confined systems, which motivates studies to incorporate NWs as active elements in ISB devices. Furthermore, the large NW surface-to-volume ratio allows misfit strain to be elastically released, extending the viable active region size and composition beyond the limits of planar systems or QDs. In this thesis, I report the experimental observation of TM-polarized IR absorption assigned to the s-pz intraband transition in Ge-doped GaN/AlN nanodisks inserted in self-assembled GaN NWs. Results are compared with theoretical calculations accounting for the 3D strain distribution, surface charges and many-body effects.STAR
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Mukhtarova, Anna. "Puits quantiques de composés nitrures InGaN/GaN pour le photovaoltaique." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GRENY008/document.
Full textAbstract:
Ce travail traite de la croissance épitaxiale et de la caractérisation d’hétérostructures àbase de multi-puits quantiques (MPQ) pour des applications dans le photovoltaïque. Leséchantillons ont été obtenus par la technique d’épitaxie en phase vapeur aux organométalliques(EPVOM) sur des substrats de saphir (0001). La caractérisation structurale etoptique est réalisée par diffraction de rayons X, microscopie électronique en transmission,spectroscopie de photoluminescence et de transmission. Pour étudier la présence de l’effetphotovoltaïque et pour estimer la performance électrique des échantillons, les MPQ ont étéintégrés dans la géométrie de cellules solaires en utilisant de la photolithographie, desattaques réactives ioniques assistées par plasma inductif et des métallisations pour contacterles parties dopées n et p.Nous avons étudié l’influence de différents designs des régions actives InGaN/GaN surles propriétés optiques et électriques des échantillons, c’est-à-dire le nombre de puitsquantiques InGaN, les épaisseurs des puits et des barrières et la composition en indium dansles puits. Deux mécanismes principaux doivent être pris en compte pour une optimisationefficace de composants photovoltaïques: l’absorption des photons et la collections desporteurs. Nous avons montré qu’une augmentation du nombre de MPQ, de leur épaisseur etde la composition d’In améliorait l’absorption, mais causait aussi des pertes dans l’efficacitéde collection du fait de l’augmentation de l’épaisseur de la couche active (champ électriqueplus faible), de la difficulté des porteurs pour s’échapper de puits plus profonds et derelaxation des contraintes (création de défauts structuraux). La décroissance de l’épaisseur desbarrières peut résoudre les deux premiers points, mais le problème de la relaxation de lacontrainte reste entier. Pour notre meilleur design, nous obtenons une efficacité de conversionde 2 % pour des couches 15×In0.18Ga0.82N/GaN qui ont une réponse spectrale qui s’étendjusqu’à 465 nm<br>In this work we report on epitaxial growth and characterization of InGaN/GaN multiquantumwells (MQWs) heterostructures for application in photovoltaic devices. The sampleswere grown by metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) on (0001) sapphire substrate.The structural and optical characterization is performed by X-ray diffraction, transmissionelectron microscopy, photoluminescence spectroscopy and transmission measurements. Toinvestigate the presence of photovoltaic effect and estimate the electrical performance of thesamples, they were processed into solar cells by means of the photolithography, inductivelycoupled plasma reactive-ion etching and metallization to manage n and p contacts.We studied the influence of different InGaN/GaN active region designs on thestructural, optical and electrical properties of the samples, i.e. number of InGaN quantumwells, QW and quantum barrier thicknesses and indium composition in the wells. Two mainmechanisms have to be taken into account for an efficient optimization of photovoltaicdevices: photon absorption and carrier collection. We showed that an increase of the MQWsnumber, their thickness and the In-content allows absorption improvement, but causes lossesin the carrier collection efficiency due to: the increase of the active region thickness (lowerelectric field), the difficulty of the carrier to escape from deeper QWs and the strain relaxation(structural defect creation). The decrease of the barrier thickness can solve the first two issues,but the problem with strain relaxation remains. In the best design, we report the value of2.00% of conversion efficiency for 15×In0.18Ga0.82N/GaN samples with spectral responseextending to 465 nm
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Ben, Cheikh Zouhour. "Étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01001986.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe dopés n, par rotation Kerr résolue en temps (TRKR) et par mélange à quatre ondes (FWM). Nous avons étudié trois échantillons de haute mobilité et de caractéristiques différentes.La technique TRKR donne accès uniquement aux excitations de vecteur d'onde nul, dans notre cas l'onde spin-flip en q=0. Nous avons étudié l'anticroisement qui apparait entre l'onde spin-flip et l'excitation spin-flip des ions manganèse. Nous avons étudié la variation du gap, et donc de l'énergie de couplage, entre ces modes en fonction de la puissance d'excitation et du champ magnétique. En particulier nous avons étendu les mesures des modes mixtes à plus basse concentration en Mn (jusqu'à 0.07%) et contrairement à ce qui était attendu, nous avons trouvé que le régime de couplage fort persiste à cette concentration.Nous nous sommes ensuite intéressés à la détermination de la polarisation en spin ζ du gaz d'électrons bidimensionnel, qui peut être déduite de l'énergie de couplage entre les modes mixtes. Nous avons trouvé que la polarisation mesurée par cette méthode excède la polarisation théorique calculée en prenant en compte le renforcement de la susceptibilité par les effets à N corps. Nous avons également mesuré les temps de relaxation des électrons confinés dans le puits quantique, et nous avons montré l'influence de l'échauffement de l'échantillon par le laser sur le temps de relaxation de spin des électrons.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié par FWM l'amortissement et la dispersion des ondes de spin de vecteur d'onde non nul pour l'un de nos échantillons. Nous avons démontré qu'on peut effectivement générer les ondes de spin en excitation femtoseconde, et les détecter en FWM. Nous avons trouvé que leur dispersion est plus faible que celle observée dans les expériences de Raman. Cette faible dispersion pourrait être imputable à la forte densité d'excitation utilisée dans les expériences de FWM (typiquement trois à quatre ordres de grandeur supérieurs à celle du Raman), et/ou au fait que deux ondes de vecteur d'ondes q et -q, ayant des dispersions différentes, sont sondées simultanément en FWM.
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Rakotonanahary, Georges. "Spectroscopie des transitions excitoniques dans des puits quantiques GaN/AlGaN." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662445.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse porte sur l'étude des propriétés optiques et électroniques des puits quantiques de GaN / AlGaN grâce à des techniques classiques de réflectivité résolue en angle et de photoluminescence, ainsi qu'avec la technique de photoluminescence résolue temporellement. Les expériences de photoluminescence en régime continu ont permis d'estimer les énergies des transitions excitoniques qui sont également accessibles en réflectivité. Ces techniques ont ainsi permis de mettre en évidence l'effet Stark dans les puits quantiques GaN / AlGaN. L'effet Stark sur les énergies de transition est cohérent avec la théorie des fonctions enveloppes. Les spectres de réflectivité permettent d'accéder à la force d'oscillateur des excitons grâce à leur modélisation par le formalisme des matrices de transfert, prenant en compte les phénomènes d'élargissement homogène et inhomogènes des transitions optiques. Enfin, les mesures de photoluminescence résolue en temps en fonction de la température, ont également permis d'extraire la force d'oscillateur qui est inversement proportionnelle au temps de recombinaison radiative. Cette étude a également permis de mettre en évidence l'effet Stark responsable de la diminution de la force d'oscillateur en fonction de l'épaisseur du puits quantique mais aussi en fonction de la composition d'aluminium. L'augmentation de l'épaisseur du puits entraîne une diminution du recouvrement des fonctions d'onde, et une augmentation de la composition d'aluminium intensifie le champ électrique et diminue également le recouvrement des fonctions d'onde.
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Priester, Catherine. "Propriétés électroniques de puits quantiques, superréseaux et hétérojonctions de semiconducteurs." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600539s.
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MARREAUO, NATHALIE LAURENTI JEAN-PIERRE. "CARACTERISATION DE PUITS QUANTIQUES GAINAS/INP PAR SPECTROSCOPIE MAGNETO-OPTIQUE /." [S.l.] : [s.n.], 1997. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1997/Marreaud.Nathalie.SMZ9755.pdf.
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Marreaud, Nathalie. "Caractérisation de puits quantiques GaInAs / InP par spectrométrie magnéto-optique." Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/1997/Marreaud.Nathalie.SMZ9755.pdf.
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Marreaud, Nathalie. "Caractérisation de puits quantiques GaInAs/InP par spectrométrie magnéto-optique." Metz, 1997. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1997/Marreaud.Nathalie.SMZ9755.pdf.
Full textAbstract:
Low temperature absorption spectroscopy under magnetic field (0-8 tesla) in faraday configuration is used to determine the actual profile of InGaAs/InP multi-quantum wells structures. A method is developped for a quantitative analysis of the spectra as a function of the field magnitude. The enveloppe function approach is used and the band non-parabolicity is taken into account though the k. P theory. The coulomb interaction of the electron-hole pair under magnetic field (magneto-exciton) is solved without any requirement on the order of magnitude of the field. The carrier motion along the quantification direction is also included. An applied magnetic field both increases the energy distance between exciton states and the oscillator strengths. These effects, together with the existence of several allowed transitions confinement levels, give significantly rich spectra, provided a fair periodicity of the structure and a good in-plane homogeneity of the interfaces are achieved. Every sample spectra are analysed by performing a systematic calculation of magneto-exciton transition energies. The well width and alloy composition are taken as fitting parameters. For narrow wells, graded interfaces layers effects are also taken into account. In some cases, agreement with experimental finding requires structure parameters somewhat different from nominal data. Defects of periodicity in the structures are quantitatively investigated<br>La technique de spectrométrie d'absorption à basse température et sous champ magnétique (0-8 tesla) en configuration faraday est utilisée pour déterminer les paramètres structuraux réels d'hétérostructures multi-puits quantiques GaInAs/InP. Une méthode d'analyse quantitative des spectres et de leur évolution avec la valeur du champ est développée. Elle est basée sur la méthode de la fonction enveloppe avec prise en compte de la non-parabolicité des bandes par la théorie k. P. La paire électron-trou en interaction coulombienne sous champ magnétique (magnéto-exciton) est traitée par un formalisme n'imposant pas de restriction sur l'ordre de grandeur du champ et prenant en compte le mouvement des porteurs dans la direction de quantification. Le champ magnétique a pour effets d'augmenter l'écart énergétique entre les états d'un même exciton et d'intensifier les transitions. Ces effets, combinés à la multiplicité des niveaux de confinement impliqués dans les transitions permises, conduisent à des spectres particulièrement riches en informations dans le cas d'une périodicité rigoureuse de l'hétérostructure et d'une bonne homogénéité des interfaces dans leur plan. Pour chaque échantillon, les spectres sont analysés par un calcul systématique des énergies de transition magnéto-excitoniques en traitant la largeur du puits et la composition de l'alliage comme paramètres ajustables avec prise en compte de couches interfaciales graduelles dans le cas des puits les plus étroits. Dans certains cas, la meilleure interprétation des structures spectrales exige l'adoption de paramètres structuraux sensiblement différents des données nominales. Les défauts de périodicité des hétérostructures sont cernés de façon quantitative
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Sainte-Rose, Frédéric. "Modulateur acousto-optique à puits quantiques : étude théorique et expérimentale." Valenciennes, 2001. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/f54ffb6f-490e-4edc-9dc7-ec92d0f5ce84.
Full textAbstract:
Nous présentons une nouvelle structure de modulateur acousto-opto-électronique pour les télécommunications optiques. La zone active, formée de puits quantiques, est insérée dans une cavité Fabry-Pérot asymétrique. Nous exploitons l'effet Stark en confinement quantique et l'effet excitonique en présence des contraintes et du champ électrique induits par une onde acoustique de surface. Nous avons mis au point une méthode numérique complète pour l'analyse de la variation du coefficient de réflexion optique du composant. Les profils des champs de déformations et du champ électrique sont déterminés par la méthode polynomiale de Laguerre, les états électroniques par la méthode des éléments finis. Les paramètres optiques sont calculés et le coefficient de réflexion global de la structure obtenu par la méthode des matrices de transfert. L'étude expérimentale est réalisée par photoréflectance et met en évidence la validité du modèle et la faisabilité d'une telle structure<br>We present a new asymmetric Fabry-Perot acousto-opto-electronic multi-quantum-well modulator structure for optical telecommunications. We elaborated a complete numerical method to analyse the optical reflection coefficient variations produced by various surface acoustic wave powers. We took into account excitonic effect, quantum confined stark effect, strain effect, and the electrical field induced by this SAW. We determined the strain field, as well as the electrical field accompanying the wave using Laguerre polynomial method. Electronic states were calculated by the finite elements method taking account electronic parameter modifications induced by deformations. The complex refractive index was determined from wave functions and energy levels. The overall optical reflection coefficient of the multi-layered modulator is given. The experimental study by photoreflectance shows the validity of our model and the feasibility of such structures
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Bahlak, Samia. "Contribution à l'étude d'un modulateur acousto-optique à puits quantiques." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/a93e0d34-1079-4e51-b081-345993233dd1.
Full textAbstract:
Notre travail s'inscrit dans la mise au point de nouveaux circuits intégrées monolithiques de traitement du signal dans la gamme du Ghz. Il porte sur l'étude d'un modulateur acousto-électro-optique formé de multi-puits quantiques ou nous exploitons l'effet du confinement quantique et le phénomène de résonance excitonique. L'absorption optique est modulée par l'effet Stark et les déformations induits par une onde acoustique de surface. Un outil théorique d'optimisation de la structure du modulateur a été mis au point. La méthode des éléments finis est utilisée pour calculer les niveaux énergétiques des bandes de conduction et de valence et les fonctions d'onde électroniques correspondantes tandis que les énergies de liaisons excitoniques sont calculées par la méthode variationnelle. L'influence des différents paramètres sur l'absorption optique est étudiée. L'optimisation donne des résultats très satisfaisants : rapport de contraste de 18db et variation de transmittance de 0,75. Deux prototypes ont été réalisés dans le but de différencier les effets physiques mis en jeu. La caractérisation du composant par photoluminescence et photoréflectance met en évidence la faisabilité du modulateur acousto-electro-optique à puits quantiques et montre la bonne qualité des prototypes réalisés.
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Priester, Catherine. "Propriétés électroniques de puits quantiques, superréseaux et hétérojonctions de semiconducteurs." Lille 1, 1986. http://www.theses.fr/1986LIL10076.
Full textAbstract:
Dans les structures à puits quantiques sont calculés les niveaux d'impuretés et les niveaux excitoniques. Pour ce faire, après une étude de l'approximation de masse effective à trois dimensions (couramment utilisée pour décrire des superréseaux) et de ses limites de validité, est proposée une équation de masse effective à deux dimensions, mieux adaptée à l'étude de systèmes bidimensionnels.
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SFEZ, BRUNO. "Bistabilite optique dans des micro-resonateurs a multi-puits quantiques." Paris 11, 1991. http://www.theses.fr/1991PA112291.
Full textAbstract:
Cette etude presente certains aspects de la bistabilite optique dans des resonateurs fabry-perot non lineaires de couche active en multi-puits quantiques a base d'algaas. Les echantillons etudies ont ete obtenus par epitaxie organo-metallique en phase vapeur. Le mode d'operation est reflexif. Le principe de fonctionnement de ces resonateurs repose sur une non-linearite dispersive d'origine electronique (temps de vie des porteurs 10 ns) obtenue en pompant optiquement l'echantillon dans la queue d'absorption de la couche active (absorption de l'ordre de 100 cm##1). Une methode experimentale originale a ete mise au point pour mesurer l'indice non lineaire induit en fonction de l'intensite a l'interieur du resonateur. Cette variation d'indice sature aux fortes intensites. Des mesures systematiques pour differentes valeurs du coefficient d'absorption montrent que l'intensite de saturation est inversement proportionnelle a ce coefficient. La saturation de l'indice non lineaire est finalement attribuee a la saturation de l'absorption en bord de bande. L'abaissement des seuils de bistabilite est notamment lie au confinement des porteurs et au guidage de la lumiere a l'interieur de la region citee. Nous avons realise ce double confinement en employant une technique de desordre d'alliage localisee qui a conduit a l'obtention d'une barriere de l'ordre de 100 mev et un saut d'indice d'environ -1,2 10##2. Ces caracteristiques nous ont permis d'observer une hysterisis sur des micro-resonateurs carres de 5 m de cote
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Gallart, Mathieu. "Dynamique de recombinaison excitonique dans les puits quantiques GaN/AlGaN." Montpellier 2, 2001. http://www.theses.fr/2001MON20091.
Full text
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Kheng, Kuntheak. "L'exciton chargé négativement X- dans les puits quantiques CdTe/CdZnTe." Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10006.
Full textAbstract:
Nous presentons la premiere identification de l'exciton charge negativement x#- dans une heterostructure semi-conductrice, a savoir dans des puits quantiques cdte/cdznte. Nous avons etudie les caracteristiques de la transition optique x#- dans ces puits, notamment en presence d'un champ magnetique. La transition x#- est identifiee dans les spectres d'absorption de puits dopes par modulation avec des donneurs indium. Cette identification est basee sur l'augmentation de l'intensite de la raie x#- avec la concentration d'electrons dans le puits et sur les proprietes de polarisation circulaire de cette raie. Nous avons notamment verifie, par une analyse du taux de polarisation en fonction de la temperature, que le facteur g de l'etat initial de l'absorption x#- est bien celui de l'electron. En placant les plans d'indium dans differentes positions, dans les barrieres et dans les puits, nous avons etudie l'evolution de la raie x#- vers celle de l'exciton piege sur un donneur, d#ox. La force d'oscillateur de x#- est d'environ 10 fois superieure a celle de d#ox. La raie d'absorption x#- est observee pour toute valeur du champ magnetique dans les spectres des echantillons faiblement dopes et l'evolution de sa position en fonction du champ montre que l'espece x#- est probablement localisee par des fluctuations de potentiel dans le plan du puits. En revanche, les spectres de puits contenant un gaz d'electrons concentre (10#1#1cm#-#2) presentent a champ nul un pic associe a l'exciton de mahan et a champ faible des transitions entre niveaux de landau. A champ magnetique suffisamment intense les raies excitoniques x et x#- reapparaissent. Nous attribuons ce phenomene a une reduction des effets d'exclusion et d'ecrantage due au gel des electrons dans les fluctuations de potentiel. Le champ critique de reapparition des raies excitoniques peut servir a definir le seuil du changement de phase metal-isolant detecte optiquement
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Ben, Cheikh Harrek Zouhour. "Étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20071/document.
Full textAbstract:
Cette thèse porte sur l'étude des ondes de spin dans des puits quantiques CdMnTe dopés n, par rotation Kerr résolue en temps (TRKR) et par mélange à quatre ondes (FWM). Nous avons étudié trois échantillons de haute mobilité et de caractéristiques différentes.La technique TRKR donne accès uniquement aux excitations de vecteur d'onde nul, dans notre cas l'onde spin-flip en q=0. Nous avons étudié l'anticroisement qui apparait entre l'onde spin-flip et l'excitation spin-flip des ions manganèse. Nous avons étudié la variation du gap, et donc de l'énergie de couplage, entre ces modes en fonction de la puissance d'excitation et du champ magnétique. En particulier nous avons étendu les mesures des modes mixtes à plus basse concentration en Mn (jusqu'à 0.07%) et contrairement à ce qui était attendu, nous avons trouvé que le régime de couplage fort persiste à cette concentration.Nous nous sommes ensuite intéressés à la détermination de la polarisation en spin ζ du gaz d'électrons bidimensionnel, qui peut être déduite de l'énergie de couplage entre les modes mixtes. Nous avons trouvé que la polarisation mesurée par cette méthode excède la polarisation théorique calculée en prenant en compte le renforcement de la susceptibilité par les effets à N corps. Nous avons également mesuré les temps de relaxation des électrons confinés dans le puits quantique, et nous avons montré l'influence de l'échauffement de l'échantillon par le laser sur le temps de relaxation de spin des électrons.Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons étudié par FWM l'amortissement et la dispersion des ondes de spin de vecteur d'onde non nul pour l'un de nos échantillons. Nous avons démontré qu'on peut effectivement générer les ondes de spin en excitation femtoseconde, et les détecter en FWM. Nous avons trouvé que leur dispersion est plus faible que celle observée dans les expériences de Raman. Cette faible dispersion pourrait être imputable à la forte densité d'excitation utilisée dans les expériences de FWM (typiquement trois à quatre ordres de grandeur supérieurs à celle du Raman), et/ou au fait que deux ondes de vecteur d'ondes q et –q, ayant des dispersions différentes, sont sondées simultanément en FWM<br>This thesis focuses on the study of spin waves in n-doped CdMnTe quantum wells using respectively time-resolved Kerr rotation (TRKR) and four-wave mixing (FWM) techniques. We studied three high mobility samples with different characteristics.The TRKR technique gives access only to zero wave vector excitations, in our case the spin- flip wave q = 0 . We studied the anticrossing that appears between the spin -flip wave and the manganese spin -flip excitation. We studied the gap variation energy between these modes as function on the power excitation and the magnetic field. In particular, we have extended the measurements of mixed modes at lower Mn concentration (up 0.07 %) and contrary to what were expected; we found that the strong coupling regime persists at this concentration.We are then interested in determining the two dimensional electron gas spin polarization ζ, which can be deduced from the energy coupling between the mixed modes. We found that the measured polarization exceeds the theoretical polarization calculated taking into account the increased susceptibility by many-body effects. We also measured the electron spin relaxation time and we have shown that it is influenced by thermal effects inherent to optical pump-probe experiments on this time.In the second part of this thesis, we studied by FWM the damping and the dispersion of the non-zero wave vector spin waves for one of our samples. We have demonstrated that we can actually generate spin waves in femtosecond excitation and deted them by FWM. We found that the dispersion is lower than that observed in the Raman experiments. This low dispersion may be due to the strong excitation density used in the FWM experiments (typically three to four orders of magnitude higher than the Raman ones) and / or the fact that two waves of wave vector q and - q, having different dispersions are simultaneously probed in FWM