Etude des propriétés optiques et électriques des matériaux semiconducteurs III-V dopés aux ions Terres Rares en vue de la réalisation de dispositifs électroluminescents

par Djelloul Seghier

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Gérard Guillot.


  • Résumé

    Dans ce travil, nous présentons les résultats des études de spectroscopie optique et électrique réalisées sur les semi conducteurs III-V (InP, GaAlAs) dopés aux ions Terre rares (Yb, Er, Eu…). Le but de ce travail est l’étude de la faisabilité de nouveaux composants électroluminescents réalisés à base de ces matériaux. Sur InP dopé Yb, nous avons montré pas spectroscopie d’admittance que l'ion Yb3+ se comporte comme une impureté isovalants capable de piéger à la fois les électrons et les trous. Cette caractéristique électrique est exploitée pour discuter les propriétés optiques de l'ion Yb3+. Dans de carde, nous proposons un modèle pour l'excitation et la désexcitation de la luminescence intrinsèque de la Terre rare. Ce modèle est utilisé pour interpréter les résultats obtenus sur les matériaux GaAs et GaAlAs dopés Er. A l'aide de cette analyse, nous avons pu monter dans le cas du matériau GaAlAs,Er que la section efficace d'émission stimulé que nous avons mesuée (10-19cm2) est bie trop faible pour envisager des applications laser. En ce qui concerne les applications diode électroluminescente, les mécanismes de perte non radiatives de type Auger que nous avons mis en évidence par des techniques optiques réduisent considérablement le rendement quantique de ces dispositifs. A la lumière de ces résultats, nous discutons le potentialités de ces matériaux.

  • Titre traduit

    = Optical and electrical studies of the III-V semiconductor materials doped with Rare Earth ions with the aim of electroluminescent devices design


  • Résumé

    In this work we resent the results obtained from opt ical and electrical spectroscopy studies realized on III-V semiconductors (InP, GaAs, GaAlAs) doped with Rare Earth ions (Yb, Er, Eu. . . ) The aim is to study the feasibility of new electroluminescent devices based on the se waterials In the case of Yb doped InP, we have shown that Yb ion acts as an isovalent impurity which can trap simultaneously electrons and holes. This electrical dehaviour is used to explain the optical proerties of the ion. Accordingly, we propose a general model for the excitation and the desexcitation of the Rare Earth on ion luminescence. This model is also used to explain the results obtained from Er doped GaAs and GaAlAs materials. We have shown in the case of GaAlAs:Er that the stimulated emission cross section we have measured (10-19 cm²) is too low for laser application. Concerning Light electroluminescence Diode (DEL) the Auger non radiative lasses that we have observed by methods reduce considerably by the quantum efficiency of such devices. According these results, we discuss the potentialities of these materials.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (160p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(1424)
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