Emission stimulee et gain optique de semiconducteurs a large bande interdite directe (zns, znse et gan)

par DRISS GUENNAN

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de ROLAND LEVY.

Soutenue en 1998

à Strasbourg 1 .

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  • Résumé

    Le travail presente dans cette these a pour objet initial la caracterisation de couches semiconductrices epitaxiees de zns, znse et gan par la mesure de leurs proprietes optiques lineaires au voisinage de leurs resonances excitoniques (mesure des spectres de photoluminescence, de reflection et d'absorption des couches). Leurs proprietes optiques nonlineaires, notamment leurs photoluminescences sous forte excitation lumineuse et leurs spectres d'excitation, ont ete etudiees ensuite. Des processus tels que la recombinaison radiative de molecules excitoniques (zns), des excitons par collisions exciton-exciton, exciton-electron (znse), de plasmas electron-trou (gan) ont ete mis en evidence dans ces conditions d'excitation. Les emissions stimulees observees dans ces couches et les gains optiques correspondants ont ete etudies grace a la methode de shaklee par variation de la longueur de la zone d'excitation, a differentes densites d'excitation et a differentes temperatures. Les mecanismes de gain ont ete determines aux tres basses temperatures. Nous avons montre que, dans zns (30 cm#-#1), l'emission stimulee est surtout due a la recombinaison radiative des molecules excitoniques ; que, dans znse (90 cm#-#1), les collisions exciton-exciton jouent un role important ; que, dans gan (450 cm#-#1), le processus qui intervient est la recombinaison radiative d'un plasma electron-trou ; enfin, que, dans un puits quantique de zncdse/znse place dans une structure grinsch (650 cm#-#1), l'emission stimulee peut etre expliquee par un elargissement inhomogene des transitions excitoniques du aux fluctuations de composition de l'alliage et aux variations aleatoires de l'epaisseur du puits, comme suggere par ding. En conclusion, dans ce travail, nous montrons qu'il est possible de caracteriser des couches semiconductrices par la mesure de leurs proprietes optiques lineaires et nonlineaires. Il contribue ainsi a l'amelioration des methodes de croissance de ces couches minces semiconductrices.


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  • Détails : 245 P.
  • Annexes : 17 REF.

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