Influence du couplage électron-phonon sur les états excitoniques dans les microsphères de semi-conducteur : application à CuCl et CdSe

par Jean-Claude Marini

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Bernard Stébé.

Soutenue en 1994

à Metz .


  • Résumé

    Nous étudions de manière théorique l'influence du couplage électron-phonon sur les excitons dans les microsphères de semi-conducteur. Nous décrivons les états électroniques à l'aide d'un modèle à deux bandes non dégénérées dans le cadre de l'approximation de la fonction enveloppe. L'effet du confinement quantique est décrit par l'intermédiaire d'un puits de potentiel infiniment profond, et nous considérons l'approximation adiabatique afin de rendre compte du couplage électron-phonon. Nous utilisons tout d'abord le modèle du pseudo-donneur: le trou, bien plus lourd que l'électron, est supposé fixe au centre de la sphère. Un calcul variationnel de l'énergie de l'état fondamental nous permet de montrer que l'énergie d'interaction exciton-phonon est fortement dépendante de la taille de la microsphère. Nous décrivons ensuite l'exciton en tenant compte du mouvement du trou, par l'intermédiaire d'une fonction enveloppe d'essai à cinq paramètres. Nous déterminons alors le facteur de Huang-Rhys S associé à l'exciton, qui est une mesure du couplage des porteurs de charge avec les phonons optiques et de l'extension de la densité de charge excitonique, dans des sphères de CuCl et CdSe de petite taille. Ce modèle est toutefois mal adapté au cas de composés présentant des bandes de valences dégénérées tel CdSe. Le modèle simple du pseudo-donneur nous permet d'obtenir des résultats en accord avec l'expérience

  • Titre traduit

    Influence of electron-phonon interaction on excitonic states in semiconductor microspheres : application to CuCl and CdSe


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    We study theoreticaly the influence of electron-phonon interaction on excitons in spherical semiconductor microcrystals. The effect of the quantum confinement is described by an infinitely deep potential well in the framework of the envelope function approximation associated with two non degenerate bands. The electron-optical phonon coupling is treated within the adiabatic approximation. We consider first the donorlike exciton model : the hole, much heavier than the electron, is located at the center of the microsphere. A variational calculation of the ground-state energy allows us to show that the exciton-optical phonon interaction energy is strongly size dependent. Then we describe the ground-state exciton considering the hole motion by the use of a five parameter trial envelope function. We determine the Huang-Rhys factor S associated to the exciton, which is a measure of the charge-carrier-optical phonon coupling and the extent of the exciton charge distribution, in small microspheres in the case of CuCl and CdSe. However this model is not well adapted to compounds exhibiting degenerated valence bands as CdSe. The simple theoretical model of a donorlike exciton is in agreement with experiment

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-226

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