Transitions intersousbandes photo-induites dans les heterostructures si#1#-#xge#x/si epitaxiees sur silicium

par LAN WU

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de F. JULIEN.

Soutenue en 1996

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Cette these s'interesse aux effets de confinement dans les heterostructures sige/si de faible epaisseur epitaxiees sur si. Les transitions entre niveaux confines (transitions intersousbandes) ont ete largement etudiees au cours des dix dernieres annees notamment pour leur application a la photodetection infrarouge ou la realisation de sources laser infrarouges. Une des particularites des heterostructures quantiques si#1#-#xge#x est liee a la discontinuite de bande interdite entre les deux materiaux qui se reporte essentiellement en bande de valence. En consequence, les transitions intersousbandes qui sont observees font intervenir les differents etats de trous (trous lourds, trous legers, spin-orbite). En dehors du centre de la zone de brillouin, il existe un couplage entre les differentes sous-bandes. Ce couplage entraine la possibilite d'observer des absorptions intersousbandes pour des polarisations optiques paralleles au plan des couches. La realisation de photodetecteurs ou de modulateurs infrarouges fonctionnant a incidence normale est ainsi possible. Une presentation generale des heterostructures sige/si est presentee dans le chapitre i. Ensuite, l'etude experimentale de l'absorption intersousbande des puits quantiques si#1#-#xge#x est presentee dans le chapitre ii. La plupart des mesures ont ete realisees par une methode originale d'absorption infrarouge photo-induite. L'absorption infrarouge photo-induite dans sige/si se compose de deux types de contributions: l'absorption intersoubande et l'absorption par les porteurs libres. Apres une description de l'absorption par les porteurs libres, les proprietes intersousbandes sont analysees en fonction de l'epaisseur et de la composition des puits, du dopage et de la temperature. A la fin, des comparaisons sont effectuees entre l'absorption photo-induite et l'absorption directe dans des puits dopes ainsi qu'entre les puits quantiques sige et les puits quantiques gaas. Le chapitre iii presente les resultats de modulation infrarouge a incidence normale. Un accent particulier est mis sur les effets d'interference et de dispersion qui influent sur les proprietes de modulation infrarouge. Le chapitre iv presente une etude de la stabilite thermique et l'interdiffusion de puits quantiques etroits si#1#-#xge#x. Les echantillons recuits et non recuits sont tout d'abord caracterises par diffraction de rayons x. Le processus d'interdiffusion est ensuite analyse par spectroscopie de photoluminescence a 5 k et a 77 k. Un modele est developpe afin d'estimer le coefficient d'interdiffusion des puits quantiques. L'evolution de l'absorption intersousbande en fonction de la temperature de recuit est finalement presentee


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Informations

  • Détails : 170 P.
  • Annexes : 99 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Accessible pour le PEB
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-012856
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