Effet piezo-electrique dans les puits quantiques cdte/cdmnte et cdte/cdznte

par Régis André

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de D. LE SI.

Soutenue en 1994

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Les materiaux de structure cubique blende de zinc sont piezo-electriques: une deformation de ces cristaux selon un axe polaire induit une polarisation electrique. Les puits quantiques contraints, de semi-conducteurs cubiques ii-vi ou iii-v, d'orientation 111 ou 211 presentent un champ electrique permanent de l'ordre de 100 kv/a pour 1% de deformation. Ces structures sont particulierement interessantes pour la modulation optique, mais il est necessaire d'etudier prealablement leurs proprietes specifiques avant de pouvoir envisager de les utiliser dans des dispositifs optiques. Dans ce but, nous avons etudie par spectroscopie optique des puits contraints cdte/cdmnte ou cdte/cdznte, elabores par epitaxie par jets moleculaires, avec comme axe de croissance 111 ou 211. Les resultats de spectroscopie ont ete confrontes a une modelisation en termes de fonctions enveloppes prenant en compte les effets de contraintes biaxiales pour une direction de croissance hhk. De plus, nous avons developpe une methode originale de mesure du champ piezo-electrique dans les puits quantiques grace a laquelle nous avons mis en evidence un effet piezo-electrique fortement non lineaire dans cdte. Cet effet n'avait jamais ete mentionne par ailleurs. Nous avons egalement mesure l'evolution du coefficient piezo-electrique e#1#4 cdte avec une forte pression hydrostatique, jusqu'a des deformations d'environ 2% et montre qu'une part des non-linearites provient d'un effet de volume. Enfin, nous avons etudie l'effet du champ piezo-electrique sur l'exciton. L'energie de liaison de l'exciton est assez peu affectee, par contre, force d'oscillateur decroit fortement pour la transition fondamentale du puits, avec le recouvrement des fonctions enveloppe d'electron et de trou. Notre modelisation de l'exciton, utilisant deux parametres variationnels, fournit un calcul precis, sans parametre ajustable, de l'absorption excitonique a travers un puits piezo-electrique: les calculs sont en tres bon accord, sur pres de deux ordres de grandeurs, avec les mesures d'absorption que nous avons realisees sur une serie d'echantillons de compositions variees


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  • Détails : 155 P.
  • Annexes : 106 REF.

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