Simulation Monte Carlo du transport quantique dans les composants nanométriques : application à l'étude de lasers à cascade quantique térahertz

par Olivier Bonno

Thèse de doctorat en Électronique

Sous la direction de Jean-Luc Thobel.

Soutenue en 2004

à Lille 1 .


  • Résumé

    Les sources optiques appelées lasers à cascade quantique (LCQ) présentent des potentialités très intéressantes pour l'émission en infrarouge, tout particulièrement aux fréquences térahertz. Ces dispositifs, qui utilisent à la fois des phénomènes quantiques et optiques, suscitent actuellement une intense activité de recherche. Ce travail vise à mieux comprendre les phénomènes physiques à l'origine du transport quantique dans les LCQ. Dans ce but, nous avons utilisé des simulations de Monte Carlo qui permettent à la fois d'étudier les effets microscopiques et de déterminer les performances des composants. Ce travail est divisé en trois parties. Dans un premier temps, nous présentons les différentes sources optoélectroniques émettant dans l'infrarouge lointain. Nous détaillons en particulier le principe de fonctionnement des LCQ et leurs performances. Nous précisons le formalisme de l'équation Maîtresse que nous avons adoptée pour modéliser le transport quantique dans ces dispositifs. Ensuite, nous présentons le modèle théorique adapté au transport inter-sous-bandes dans les LCQ. L'inclusion de l'interaction coulombienne électron-électron dans le simulateur Monte Carlo est détaillée. À l'aide d'un algorithme numérique, nous optimisons la phase de calcul des éléments de matrice de l'interaction inter-porteurs. Puis, nous développons un modèle complet de l'interaction électron~électron, en tenant compte des phénomènes d'écrantage et des conditions de transport hors d'équilibre dans les LCQ.

  • Titre traduit

    Monte Carlo Simulation of quantum transport in nanodevices : with application toterahertz quantum cascade lasers


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Dans la dernière partie du travail, nous examinons des LCQ émettant en infrarouge moyen et lointain. Il ressort de nos études que l'interaction électron-électron joue un rôle prépondérant dans la dynamique et les performances des LCQ aux fréquences térahertz. Nous envisageons ensuite deux voies afin de diminuer la fréquence jusqu'à 1 THz en utilisant le concept de dépopulation par résonance de phonon. Dans cette gamme de fréquences, nos résultats montrent que l'interaction inter-porteurs est le mécanisme qui dégrade le plus les performances des LCQ.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (x-237 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 221-237

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Lilliad Learning Center Innovation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2004-245
  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Lilliad Learning Center Innovation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2004-246

Cette version existe également sous forme de microfiche :

  • Bibliothèque : Université de Lille. Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de Sciences Humaines et Sociales.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 2004LIL10103
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.