Les contraintes et leurs effets dans les heterostructures semiconductrices de nitrures d'element iii

par ROBERT LANGER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de GUY FEUILLET.

Soutenue en 2000

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Ce travail est une etude sur les contraintes et leurs effets dans les heterostructures de nitrures d'element iii elaborees en epitaxie par jets moleculaires assistee par plasma d'azote. Nous avons considere le probleme de la relaxation des contraintes de coherence en etudiant le systeme modele des couches d'ain deposees sur gan. Nous avons pu ainsi proposer un modele permettant de decrire la cinetique de relaxation suite a la seule generation de dislocations (et excluant une mobilite des dislocations). Des cartographies de l'espace reciproque de couches de gaaln de diverses epaisseurs et concentrations nous ont permis d'evaluer les compositions en aluminium et les etats de contrainte de ces alliages, rendant possible le trace d'une courbe de reference donnant l'epaisseur critique en fonction de la composition de l'alliage gaaln. Ceci nous a permis de controler l'elaboration des d'heterostructures a base de puits quantiques gan/gaaln parfaitement pseudomorphes avec leur pseudosubstrat gan. La consequence en est que les puits de gan dans cette structure ne subissent aucune contrainte. Les etudes optiques sur ce type de structures ont montre qu'il existe un champ electrique important (d'origine piezoelectrique et spontanee) dans les puits quantiques non contraints gan/gaaln qui provient d'un realignement du niveau de fermi dans ces heterostructures ou seules les barrieres sont contraintes. Dans une derniere partie, nous avons demontre que l'etat de contrainte des miroirs de bragg peut etre decrit par un modele que nous avons developpe pour les simples couches epaisses en considerant la relaxation et l'etat de contrainte de chacune des couches successives du superreseau. Ces schemas de relaxation permettent de reproduire les positions des pics observes en cartographies x sur des raies asymetriques. Ainsi, nous avons pu realiser des miroirs de bragg centres sur des longueurs d'onde de 400 a 530 nm avec des reflectivites dans la bande d'arret superieures a 90%.

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Informations

  • Détails : 184 p.
  • Annexes : 208 ref.

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