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Dissertations / Theses on the topic 'Puits quantiques'
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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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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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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-couronneInorganic 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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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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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
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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. "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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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-PérotThe 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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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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Orgonasi, Jean. "Propriétés optiques des puits quantiques à modulation de dopage." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37617020w.
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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 critiquesThis 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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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 incomplèteIn 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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Bouchiha, Dorra. "Étude de rayures dans un double puits quantique en champ magnétique intense." Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2002.
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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 valléeWe 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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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 nmIn 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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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 investigatedLa 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 structureWe 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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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 FWMThis 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
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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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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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Fedichkin, Fedor. "Excitons indirects dans les puits quantiques de la grande bande interdite." Thesis, Montpellier, 2016. http://www.theses.fr/2016MONTT324/document.
Full textAbstract:
Cette thèse est consacrée à l'étude expérimentale des excitons dans des puitsquantiques polaires fabriqués à partir de semi-conducteurs à large bande interdite. En raison de la structure de ces matériaux à cristaux wurtzite, les électrons et les trous sont séparés le long de l'axe de croissance du puits quantique, de sorte que les excitons peuvent être considérés comme des excitons indirects (IX) : ils forment une famille de quasi-particules bosoniques à longue durée de vie, dont le moment dipolaire est orienté selon l'axe de croissance du puits. Les IX sont considérés comme un système modéle pour l'étude des états collectifs dans les gaz quantiques bosoniques. Ils sont aussi prometteurs pour le développement de dispositifs excitoniques. Leur longue durée de vie, leur répulsion dipolaire, permettent aux IXs de se déplacer sur de grandes distances avant de se recombiner, ce qui offre la possibilité d'étudier le transport d'exciton par imagerie optique. Dans cette thèse, nous abordons le transport des IXs dans des puits quantiques de GaN/(Al,Ga)N et de ZnO/(Mg,Zn)O. Ce choix de matériau est motivé par l'énergie de liaison élevée des IXs ainsi obtenue. Elle est suffisamment élevée pour, en thèorie, stabiliser les IXs jusqu'à la température ambiante. Mais ce choix poseaussi un certain nombre de défis expérimentaux, car (i) le temps de vie radiatifdépend fortement de la densité d'excitons, ce qui rend la mesure de la densitéexcitonique très complexe ; (ii) la recombinaison non radiative activée thermiquement supprime le signal de photoluminescence excitonique à température ambiante ; (iii) la propagation excitonique coexiste avec une propagation photonique le long du plan du puit quantique, ce qui complique l'analyse ; (iv) il existe un fort champ électrique le long de l'axe de croissance, et aussi desuctuations dans l'épaisseur du puits quantique, ce qui crée un fort élargissement inhomogène de l'émission excitonique. Nous avons abordé toutes ces questions et nous démontrons dans ce travail que les excitons se propagent effectivement dans le plan du puits quantique. Nous arrivons à cette conclusion en combinant des expériences de micro-photoluminescence en régime continu avec des mesures de spectroscopie résolues en temps, et en comparant nos données expérimentales avec divers modèles numériques basés sur les équations dedérive et de diffusion. Dans du matériau de qualité, des puits GaN/(Al,Ga)N obtenus sur substrats GaN, nous avons observé une propagation à temprature ambiante sur plus de 10 µm, et sur plus de 20 µm à 4 K. Nos résultats suggérent que la propagation des excitons sous excitation à onde continue est facilitée par l'écrantage du désordre par les excitons. Néanmoins, la propagation excitonique est encore limitée par la diffusion des excitons sur les défautsiii plutôt que par la diffusion exciton-exciton. Ainsi, l'amélioration de la qualité des interfaces du puits quantique pourrait encore permettre une propagation excitonique sur de plus grandes distancesThis thesis is devoted to experimental study of excitons in polar quantum wells(QWs) based on wide band-gap semiconductors. Due to wurtzite crystal structureof these materials, electron and hole are separated in the QW growth axis, sothat excitons can be considered as indirect excitons (IX), a family of long-living bosonic quasi-particles with dipole moment oriented along the QW growth axis. IX are considered as a model system for studies of collective states in quantum gases of bosons, and are also promising for the development of excitonic circuit devices. Long lifetimes and dipole repulsion allow IXs to travel over large distances before recombination providing the opportunity to study exciton transport by optical imaging. In this thesis we address IX transport in a set of GaN/(Al,Ga)N and ZnO/(Mg,Zn)O QWs. This choice of IX is motivated by high binding energy, and potential stability up to room temperature, but present a number of experimental challenges, including (i) dramatic dependence of the exciton radiative lifetime on the exciton density that makes exciton density measurement very complex, (ii) thermally activated nonradiative recombination that quenches exciton PL at room temperature,(iii) coexistence of photon propagation with exciton propagation along the QW plane, and strong inhomogeneous broadening of the exciton emission due to strong built-in electric field and the presence of both monolayeructuations of the QW thickness and the fluctuations of alloy composition in the barriers. We have addressed all these issues and demonstrated exciton propagation by combining continuous wave µ-photoluminescence and time-resolved spectroscopy measurements, supplemented by modelling of the exciton transport within drift-diffusion formalism. In the best quality GaN/(Al,Ga)N QWs grown on free-standing GaN substrates we achieved room-temperature propagation over ~10 µm and up to 20 µm at 4 K. Our results suggest that propagation of excitons under continuous-wave excitation is assisted by effcient screening of the in-plane disorder. Nevertheless, exciton propagation is still limited by the exciton scattering on defects rather than by exciton-exciton scatteringso that improving interface quality can boost exciton transport further
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Le, Jeune Paul. "Coherence optique, coherence de spin dans les puits quantiques a semiconducteurs." Toulouse, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAT0018.
Full textAbstract:
Ce memoire est une contribution a l'etude des coherence optique et coherence de spin dans les puits quantiques a semiconducteur. Les manifestations de ces coherences sont observees sur la luminescence au cours d'experiences de spectroscopie optique ultra-rapide. La conservation de la coherence de spin de l'electron ou de l'exciton conduit a la mesure precise des facteurs de lande de l'electron, du trou, ou de l'exciton, a l'aide d'experiences de battements quantiques de spin. La conservation de la coherence optique de l'exciton permet le controle coherent de la phase de l'etat quantique d'un systeme excitonique. Nous mesurons ainsi le temps de dephasage optique en etudiant la perte de la coherence. A forte densite, nous etudions les effets de l'interaction d'echange interexcitons. Outre l'impact de cette interaction sur la coherence optique, nous rapportons de nouvelles manifestations touchant a la largeur des raies spectrales, a leur decalage, ainsi qu'un phenomene de saturation de l'absorption.
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El, Khalifi Youness. "Effets d'orientations sur la structure électronique des puits quantiques GaAs-AlGaAs." Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20118.
Full textAbstract:
Ce travail detaille les proprietes electroniques d'echantillons semiconducteurs de basse dimensionalite constitues par des puits quantiques gaas-(gaal)as epitaxies selon la direction 311. Une analyse theorique de la structure electronique de ces echantillons a ete developpee, en utilisant le modele des fonctions enveloppes. Ce modele a permis d'interpreter les etats electroniques dans nos echantillons et de suivre leurs evolutions ou melanges lorsque la symetrie cristalline est reduite par application de diverses perturbations mecaniques telles que contrainte uniaxiale, biaxiale ou pression hydrostatiques. Des mesures experimentales ont ete realisees dans un deuxieme temps et l'accord theorie experience s'est avere excellent ce qui justifie a posteriori l'utilisation du formalisme des fonctions enveloppes pour decrire les etats quantiques dans les semiconducteurs de basse dimensionnalite
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Hassen, Fredj. "Etude par pompage optique des puits quantiques contraints Ga1-xInxAs/GaAs." Toulouse, INSA, 1994. http://www.theses.fr/1994ISAT0007.
Full textAbstract:
Le but de ce travail est l'etude, par pompage optique, de la structure electronique des puits quantiques (pq) contraints ga#1#-#xin#xas/gaas. Ce memoire est constitue de deux parties: la premiere est une etude theorique de la structure de bandes des pq contraints (energie de confinement et fonction d'onde correspondante). La deuxieme est l'etude experimentale de ces pq. On a mis en evidence la relaxation incomplete du spin des trous. Le taux de polarisation de la luminescence est un caractere intrinseque de chaque puits. On a formule un critere pour l'identification de la delocalisation des trous legers. On a introduit les effets de la segregation superficielle d'indium dans un modele de calcul pour identifier les differentes raies observees dans des puits etroits (lw<5nm) et expliquer l'existence des transitions interdites dans les puits larges (lw!0nm). On a remarque aussi que la desorientation du substrat ameliore la qualite optique des puits. La relaxation du spin des trous pourrait etre due a l'interaction avec les phonons acoustiques via le potentiel piezo-electrique. Le changement de signe du taux de la polarisation, p(b), en fonction du champ magnetique, b, pourrait etre du a un processus de recombinaison en cascade
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MONIER, CEDRIC. "Proprietes optiques de puits quantiques ingaas/gaas elabores sous jets moleculaires." Clermont-Ferrand 2, 1995. http://www.theses.fr/1995CLF21735.
Full textAbstract:
Ce travail a porte sur une etude experimentale et theorique des proprietes optiques d'heterostructures a puits quantiques contraints in#xga#1#-#xas/gaas. Des experiences de photoluminescence, de reflectivite et d'absorption optique detectee thermiquement (aodt) ont ete effectuees, aux temperatures de l'helium liquide, sur deux series d'echantillons elabores respectivement par epitaxie sous jets moleculaires (ejm) et par ejm a partir d'organo-metalliques (ejmom). L'analyse spectrale (energies et largeurs des signaux) des echantillons ejm confirme clairement que la transition 2d/3d du mode de croissance, par formation d'ilots coherents (sans dislocations), est repoussee et que les phenomenes de segregation des atomes d'indium connaissent une limitation lorsqu'on eloigne le systeme de l'equilibre thermodynamique, en reduisant la temperature de croissance ou en augmentant la vitesse de croissance. Les resultats obtenus sur les echantillons ejmom revelent un excellent controle de l'epaisseur des puits ; l'observation de raies discretes de photoluminescence, attribuees a des fluctuations d'epaisseurs des puits d'une monocouche (mc), temoigne de la bonne qualite des interfaces (larges etendues des terrasses dans le plan de croissance). Des mecanismes de transferts interpuits, par activation thermique des excitons, sont mis en evidence et modelises. Dans la gamme d'epaisseur des puits (3-16 mc), une comparaison entre les energies des differentes transitions excitoniques observees en aodt et celles calculees en prenant en compte les effets de contrainte et de segregation a permis de fixer, pour les deux series d'echantillons etudies, une valeur commune du decalage de bandes relatif q#c de 0,640,01 dans le domaine de composition 0,2
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Vervoort, Louis. "Elaboration et propriétés de photoluminescence de multi-puits quantiques Si/CaF2." Aix-Marseille 2, 1996. http://www.theses.fr/1996AIX22034.
Full textAbstract:
Dans cette these nous decrivons l'elaboration par epitaxie par jets moleculaires, et l'etude des proprietes structurales et optiques, de multi-puits quantiques si/caf#2. Dans la premiere partie nous expliquons pourquoi ces structures sont elaborees a temperature ambiante, menant a des structures polycristallines a tres faible taille de grains (inferieur a 15 angstrom). La microscopie electronique et la diffraction de rayons x mettent en evidence le caractere periodique de ces structures. Apres passivation chimique ex situ des liaisons pendantes qui sont presentes dans les couches nanocristallines, nous avons observe une luminescence intense sur les multi-puits. Dans la deuxieme partie de la these nous presentons les proprietes de photoluminescence statique et dynamique. Nous montrons notamment que la bande d'emission principale est situee a environ 1. 7 electron volt (bande rouge) et que sa duree de vie a temperature ambiante est de l'ordre de 10 microsecondes. Les multi-puits constitues de couches de si dont l'epaisseur depasse 25 angstrom n'emettent pas de lumiere. Ce resultat important semble indiquer que le confinement quantique est une condition necessaire pour l'emission radiative. Enfin nous comparons les resultats de notre etude aux resultats correspondants obtenus sur le si poreux et le si amorphe hydrogene. Dans la derniere partie de la these nous nous efforcons de fournir un cadre theorique a quelques resultats experimentaux
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Berger, Vincent. "Proprietes des doubles puits quantiques et utilisation dans des dispositifs optoelectroniques." Paris 6, 1992. http://www.theses.fr/1992PA066410.
Full textAbstract:
Les proprietes des doubles puits quantiques (notamment la communication entre les puits par effet tunnel), presentent un grand interet dans le traitement du signal infrarouge par absorption inter-sous-bande. Le transfert des porteurs sous champ electrique entre deux puits couples permet de moduler l'absorption inter-sous-bande. Des variantes de ces modulateurs a transfert de charges sont presentees et analysees, notamment un detecteur bicolore. Nous avons egalement realise des modulateurs utilisant la depletion de puits simples grace a un contact schottky, a temperature ambiante. En modulation tout optique, la transmission infrarouge est controlee par une injection optique de porteurs dans des puits non dopes. En utilisant des doubles puits sous champ, ou les electrons et les trous sont separes pour augmenter leur temps de vie, on obtient une amelioration des profondeurs de modulation de plus de deux ordres de grandeur par rapport aux puits simples. Cela nous a permis de realiser un detecteur infrarouge non dope, pompe optiquement. Differentes solutions permettant de separer les electrons et les trous sans appliquer de champ sont analysees: notamment, l'utilisation du transfert des electrons via les vallees x de barrieres en alas, a permis d'ameliorer les performances. Dans toutes ces structures, l'importance des effets de charge d'espace est analysee. L'efficacite d'un controle optique des dispositifs electro-optiques (modulateurs ou detecteurs), par changement de leur impedance, est demontree, permettant d'atteindre de tres basses puissances de commande (de l'ordre du w). Nous avons egalement calcule et optimise la susceptibilite non lineaire de structures asymetriques a puits quantiques, pour des energies voisines du gap
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Hamoudi, Ali. "Interdiffusion assistée par implantation ionique dans des puits quantiques CdTe/ZnTe." Grenoble 1, 1992. http://www.theses.fr/1992GRE10149.
Full textAbstract:
L'interdiffusion assistee par implantation ionique des puits quantiques (001) znte/cdte/znte, a ete etudiee pour la realisation de nanostructures a confinement lateral. La stabilite thermique de ce systeme a hautes temperatures, a ete caracterisee par photoluminescence. Les resultats obtenus montrent que: (i) l'interdiffusion en cours de croissance est negligeable; (ii) les interfaces entre les couches, initialement rugueuses, sont progressivement ameliorees par traitement thermique, et evoluent vers une morphologie pseudo-lisse, ce qui resulte en une diminution importante de l'elargissement spectral de l'emission excitonique. Les defauts residuels produits par implantation ionique dans le cdte massif ont ete aussi identifies. Ces defauts, de type interstitiel, sont localisees en surface et loin en profondeur (au-dela du parcours projete des ions implantes); ils sont soit sous forme de fautes d'empilements et d'amas de petites tailles a basse temperature, ou bien de boucles de dislocations a temperature ambiante. L'interdiffusion de puits quantiques znte/cdte/znte assistee par implantation ionique de cd, zn et ar a ete demontree. La modulation de bande interdite est suivie par photoluminescence, microscopie electronique en transmission et spectrometrie de masse d'ions secondaires. Nous avons montre que l'interdiffusion a lieu pendant l'implantation et augmente avec la densite de defauts introduite. Des raies excitoniques fines (<5 mev) sont obtenues apres interdiffusion assistee par implantation d'ions legers (ar, zn), ce qui rend cette methode tres prometteuse pour la realisation de confinement lateral dans ces heterostructures
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Pillonnet, Alain. "Etude théorique de l'ionisation de donneurs par un champ électrique, à partir de l'effet Poole-Frenkel." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO19008.
Full textAbstract:
Analyse bibliographique des effets poole frenkel. La simulation numerique des theories existantes a mis en evidence des anomalies et des problemes non resolus. Des approches originales sont proposees. La notions de saturation pf est introduite en relation est etendue a des puits non coulombiens, ce qui aboutit a la definition d'un effet pf "polymorphe". Une autre extension est proposee qui concerne diverses distributions des donneurs en energie, en presence d'accepteurs
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Carlsson, Johan M. "A first-principles study of interface systems : electronic properties of metal quantum wells and varistor materials /." Göteborg : Chalmersbibliotekets, 2002. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb39299123x.
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Moradi, Aali Stebe Bernard. "Action d'un champ magnétique sur les trions excitoniques dans les puits quantiques de semi-conducteurs." [S.l.] : [s.n.], 2001. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2001/Moradi.Aali.SMZ0122.pdf.
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Butty, Jérôme. "Etude de l'amplification optique et de sa saturation dans les puits quantiques /." [S.l.] : [s.n.], 1994. http://library.epfl.ch/theses/?nr=1201.
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Perraud, Simon. "Etude de puits quantiques semiconducteurs par microscopie et spectroscopie à effet tunnel." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00606632.
Full textAbstract:
Des puits quantiques à base d'hétérostructures In0.53 Ga0.47 As/In0.52 Al0.48 As, fabriqués par épitaxie par jets moléculaires sur substrats InP(111)A, sont étudiés par microscopie et spectroscopie à effet tunnel à basse température et sous ultra-vide. La première partie est consacrée à une étude de la surface épitaxiée (111)A de In0.53 Ga0.47 As de type n. Il est découvert que le niveau de Fermi de surface est positionné dans la bande de conduction, à proximité du niveau de Fermi de volume, et peut être partiellement contrôlé en variant la concentration d'impuretés de type n dans le volume. Ce résultat est confirmé en déterminant la relation de dispersion de la bande de conduction en surface. Un tel dépiégeage partiel du niveau de Fermi de surface indique que la densité d'états de surface accepteurs est faible. Il est proposé que ces états proviennent de défauts ponctuels natifs localisés à la surface. La deuxième partie, basée sur les résultats obtenus dans la première partie, est consacrée à une étude de puits quantiques In0.53 Ga0.47 As de surface, déposés sur des barrières In0.52 Al0.48 As selon la direction (111)A. Les mesures sont conduites sur la surface épitaxiée (111)A du puits quantique In0.53 Ga0.47 As, de manière à pouvoir sonder à l'échelle du nanomètre la distribution de densité locale d'états électroniques dans le plan du puits quantique. Il est confirmé que des sous-bandes électroniques sont formées dans le puits quantique, et que la concentration d'électrons dans le puits peut être contrôlée du fait du dépiégeage partiel du niveau de Fermi de surface. Il est découvert qu'un phénomène de percolation d'états localisés survient dans la queue de chaque sous-bande, ce qui indique la présence d'un potentiel désordonné dans le puits quantique. Les seuils de percolation sont déterminés en utilisant un modèle semi-classique. L'origine du potentiel désordonné est attribuée à une distribution aléatoire des défauts ponctuels natifs à la surface du puits quantique. Il est également découvert qu'un état lié apparaît au bas de chaque sous-bande à proximité d'un défaut ponctuel natif de type donneur. L'énergie de liaison et le rayon de Bohr des états liés peuvent être directement déterminés. De plus, il est démontré que l'énergie de liaison et le rayon de Bohr sont fonctions de l'épaisseur du puits quantique, en accord quantitatif avec des calculs variationnels d'impuretés dans le modèle de l'atome d'hydrogène.
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Antoni, Thomas. "Structures de couplage optique originales pour les détecteurs infrarouge à puits quantiques." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00441495.
Full textAbstract:
L'étude du comportement électromagnétique des détecteurs infrarouge à puits quantiques (QWIPs et QCDs) est longtemps resté insuffisant, le développement de ces détecteurs depuis une dizaine d'années s'étant surtout orienté sur l'optimisation du transport dans la couche active. Ce n'est que très récemment qu'un formalisme adéquat au traitement du champ proche a été mis en œuvre pour modéliser ces réseaux. L'étude du réseau de couplage sur ces structures peut désormais bénéficier des travaux de recherche récents sur la plasmonique et les métamatériaux. L'enjeu de ces recherches est de dépasser la simple fonction de couplage et d'imaginer des structures optiques assurant des fonctions supplémentaires. Nous démontrons notamment la possibilité de discriminer la polarisation de l'émission corps noir avec un réseau unidimensionnel. En se basant sur les propriétés de dispersion des interfaces métal/diélectrique structurées, présentant une bande interdite photonique, nous avons réussi à concentrer l'intégralité du signal incident dans une distance inférieure au quart de la longueur d'onde. Nous proposons d'utiliser cette structure sur des pixels implantés pour augmenter le rapport signal à bruit. Nous proposons trois solutions technologiques de contact supérieur permettant de remplir aux mieux son double rôle : électrique et optique. Nous nous intéressons également à la modification du photocourant due à la présence d'impuretés dans les puits. Ces travaux devraient permettre à la fois une optimisation plus efficace du couplage électromagnétique ainsi qu'à plus long terme, la mise en œuvre de nouvelles fonctionnalités optiques intégrées au pixel.
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Lafrenière, Geneviève. "Étude photoélectronique des excitons dans des puits quantiques de InxGa1-xAs/GaAs." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1994. http://hdl.handle.net/10393/6651.
Full textAbstract:
The photovoltaic effect was used to study the excitonic transitions in $\rm In\sb{x}Ga\sb{1-x}As/GaAs$ single quantum wells. This work describes at first, the evolution of the exciton observed in photocurrent spectra as a function of the applied electric field. The effect shows a shift of the transition towards longer wavelengths and forbidden transitions ($\rm n \ne n\sp\prime$) are detected. A decrease of the integrated intensity and a broadening of the 11H transition are also observed. Some measurements were taken by simultaneously changing two parameters, the temperature and the electric field. We observed a convolution between the two external influences, a thermal and electric ionization of the excitons that requires a strong electric field at low temperature or a weak field at high temperature. This study then describes the evolution of the 11H exciton (observed in photovoltage and photocurrent spectra) as a function of temperature. The spectra obtained show a large increase of the integrated intensity of the excitonic line between 6K and 87K, and no increase at higher temperature. This is due to the thermal ionization of excitons in the well. In the second chapter, the photovoltaic signal attributed to high density excitons dissociating at a metal-semiconductor interface in a cuprite (Cu$\sb2$O) crystal is measured. The results indicate possible condensation of the excitons and superfluid transport through the three dimensional crystal. The process was repeated for a two dimensional configuration, a $\rm In\sb{x}Ga\sb{1-x}As/GaAs$ single quantum well. We observed a variation in the carrier velocity and intensity as a function of the bi-dimensional excitonic particles density, the sample temperature and the excitation distance. From the results there is no evidence of a phase transition. However, some diffusive transport properties such as the carrier velocity was calculated and compared to previous measurements obtained using different methods.