Couplage excitons-lumière dans des hétérostructures à base de semi-conducteurs à grand gap

par Marian Zamfirescu

Thèse de doctorat en Physique des matériaux

Sous la direction de Alexey V. Kavokin.

Soutenue en 2003

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Exciton-light coupling in high bandgap semiconducteurs


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Ce travail est consacré à l'étude théorique et expérimentale du couplage lumière-matière dans des structures à base de semi-conducteurs à grand gap GaN et ZnO et dans les nitrures InGaAsN à petit gap. La partie expérimentale de la thèse est dédiée à l'analyse par photoluminescence résolue en temps des processus de recombinaison radiative et non-radiative dans des puits quantiques InGaAsN à faible teneur en azote. Les résultats obtenus montrent que la dynamique de recombinaison est dominée par les processus non-radiatifs dus à la matrice hôte ( InGaAs) de la structure plutôt qu'à l'insertion d'azote. Nous présentons ensuite une étude des propriétés optiques des matériaux semi-conducteurs à grand gap. La réflectivité des puits quantiques GaN/A1GaN présente des résonances excitoniques larges dont il est difficile d'extraire des paramètres excitoniques précis. Nous avons développé une technique d'analyse des spectres de réflectivité expérimentaux basée sur la comparaison de la transformée de Fourier de ces spectres à la réflexion résolue en temps calculée d'après un modèle réaliste. Ainsi, nous séparons et déterminons les contributions homogène et inhomogène de l'élargissement des raies excitoniques. Cette méthode d'analyse est appliquée sur des spectres de réflectivité de puits quantiques GaN/A1GaN et ZnO massif. Nous avons montré que le couplage exciton-lumière est grand dans ces structures. Dans les puits quantiques GaN/A1GaN, la force d'oscillateur des excitons dépend fortement de l'épaisseur du puits à cause du champ de polarisation. A partir des paramètres obtenus, nous proposons des modèles de microactivités à base de GaN et ZnO, pouvant fonctionner en régime de couplage fort à température ambiante. Nous montrons qu'à l'équilibre thermodynamique, la température critique de condensation de Bose des polaritons dans ces structures est de l'ordre de 500K, ce qui rend possible la réalisation d'un nouveau type de composant, le laser à polaritons

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Informations

  • Détails : 1 vol. (163 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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