Anisotropie optique des heterostructures de semiconducteurs iii-v sans atome commun et l'effet pockels confine quantiquement

par OLIVIER KREBS

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de PAUL VOISIN.

Soutenue en 1998

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Nous avons etudie les proprietes optiques de multipuits quantiques a base de semiconducteurs iii-v. En raison de la symetrie cubique de ces materiaux, on s'attend a ce que ces proprietes soient isotropes par rapport a la polarisation d'une onde lumineuse se propageant parallelement a l'axe de croissance 001, conformement aux predictions de la theorie des fonctions enveloppe. Or des mesures simples de transmission resolue en polarisation revelent que des puits quantiques du type (inga)as-inp possedent une anisotropie : elle se manifeste par un dichroisme des transitions fondamentales h#1-e#1 et l#1-e#1 ayant comme axes propres les directions 110 et 110. Par l'investigation de differents systemes nous degageons la notion d'heterostructure avec ou sans atome commun et montrons comment ce caractere intervient dans la determination du groupe de symetrie d'un puits quantique. Pour les systemes sans atome commun tels que (inga)as-inp, les directions 110 et 110 ne sont plus equivalentes. Pour rendre compte de ces proprietes dans le formalisme de la fonction enveloppe nous proposons une formulation semi-empirique de l'hamiltonien a l'aide d'operateurs de projection $$b et $$f diriges suivant les liaisons chimiques autour d'un site anionique. Ils permettent d'exprimer le potentiel correctif associe aux brisures de symetrie locales des interfaces. L'hamiltonien h#b#f ainsi obtenu est traite en perturbation dans la base tronquee constituee des etats propres de la theorie classique. Le dichroisme qui est alors predit, resulte du melange des niveaux de trous lourds et legers par un terme independant de $$k#, quantitativement confirme par un calcul tight-binding. De plus, le modele h#b#f conduit naturellement a la prediction de l'effet pockels confine quantiquement : cette variation lineaire de l'anisotropie par un champ electrique a ete mise en evidence sur des multipuits quantiques ingaas-inp de tres grande qualite et se compare de maniere tres satisfaisante avec la theorie.


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Informations

  • Détails : 157 P.
  • Annexes : 51 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1998
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