Etude par spectrometrie optique des effets de confinement, de contraintes et d'alliage dans les nanostructures de semiconducteurs

par Jesse Groenen

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Robert Carles.

Soutenue en 1997

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    La relaxation des contraintes liees au desaccord de maille entre une couche et son substrat permet de realiser des nanostructures auto-assemblees. Ce memoire est consacre a l'etude par spectrometrie optique d'ilots nanometriques de materiaux semiconducteurs (inas dans inp et sige sur si). L'etude des phonons, des electrons (transition e1) et de leurs couplages dans les ilots d'inas/inp a ete menee a bien grace aux apports complementaires de differentes techniques experimentales (diffusion raman resonnante, ellipsometrie et reflectivites modulees). Les effets conjugues des deformations residuelles, de la structuration et du confinement quantique ont ete analyses au travers des modifications des energies et des symetries de ces excitations elementaires. Les phonons optiques se sont reveles comme des sondes internes particulierement efficaces pour evaluer les deformations et la composition chimique dans les nanostructures sige/si. Les taux de relaxation ont ete correles a l'evolution de la morphologie des ilots au cours de la croissance. Les deformations deduites de l'experience on ete confrontees, avec succes, a celles obtenues par simulation numerique (a l'echelle atomique ou par la methode des elements finis). Ces travaux s'inscrivent dans une etude plus generale des effets lies aux deformations du reseau. C'est ainsi que la relaxation des contraintes dans les couches de gainas/inp (001) a ete etudiee par spectrometrie raman et correlee a differents modes de croissance. En outre, pour l'heterostructure gaas/inas (111), l'utilisation d'une micro-sonde optique a permis de quantifier la relaxation par la structuration de la surface. A l'echelle atomique, les fortes distorsions des liaisons dans les alliages gainas conduisent au renforcement du couplage electro-optique entre modes polaires (lo) de type gaas et inas. Le comportement particulier qui en resulte pour les frequences et intensites raman des phonons optiques a ete interprete dans le cadre de la theorie de la reponse dielectrique.


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Informations

  • Détails : 179 P.
  • Annexes : 207 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997TOU30185
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