Etude par spectroscopie optique d'heterostructures gaas/gaalas a puits quantiques non dopees et dopees au silicium ou au beryllium

par DOMINIQUE BOFFETY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de A.-M. VASSON.

Soutenue en 1994

à Clermont Ferrand 2 .

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  • Résumé

    Des heterostructures gaas/gaalas a puits quantiques uniques ou multiples, elaborees par epitaxie sous jets moleculaires, sont etudiees par deux methodes spectroscopiques classiques, la photoluminescence et la reflectivite, et, pour la premiere fois, par une technique originale, l'absorption optique detectee thermiquement (aodt). Elles sont non dopees ou dopees avec des atomes donneurs (silicium) ou accepteurs (beryllium). Pour ce type de structures semiconductrices, realisees sur substrats absorbants dans le domaine d'energie des transitions des puits, la forme inhabituelle des signaux observes dans les spectres d'aodt s'explique principalement par des variations de l'intensite lumineuse reflechie par les interfaces au voisinage des resonances excitoniques. Les signaux d'aodt sont complementaires de ceux de reflectivite. La modelisation des spectres de reflectivite a permis de determiner la position en energie des transitions excitoniques. L'allure des signaux d'aodt et de reflectivite est tres sensible a l'epaisseur de la couche barriere de surface. Des recombinaisons d'excitons lies a des impuretes superficielles neutres (dx, ax) et niveau d'impurete-niveau de confinement fondamental des porteurs (dh, ea) sont identifiees en analysant le comportement des spectres de photoluminescence des echantillons dopes en fonction de la temperature et de la puissance d'excitation. L'energie de localisation de l'exciton sur le donneur neutre, situe au centre des puits, passe par un maximum, vers 100a, lorsque la largeur de puits diminue tandis qu'une evolution strictement monotone est observee, entre 300 et 50a, pour l'exciton piege sur l'accepteur neutre. Elle decroit quand la zone de dopage s'eloigne du centre des puits. Les variations avec l'epaisseur des puits, entre 28 et 300a, de l'energie de liaison de l'atome de beryllium dans son etat fondamental, determinee experimentalement, s'averent etre en excellent accord avec les theories recentes, confirmant la bonne localisation du dopage au centre des puits, meme dans ceux de plus faible epaisseur (n0 monocouches). Des transitions dites a deux trous impliquant cette impurete sont detectees, pour la premiere fois par photoluminescence, dans un systeme de basse dimensionalite


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  • Détails : 175 P.
  • Annexes : 119 REF.

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  • Bibliothèque : Université Blaise Pascal. Département de physique. Bibliothèque.
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  • Cote : PHY16
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