Croissance et contrôle de l'émission spontanée de boîtes quantiques semiconductrices CdSe/ZnSe placées en microcavités optiques

par Ivan-Christophe Robin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Régis André et de Daniel Le Si Dang.

Soutenue en 2005

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Dans ce travail, des boîtes quantiques CdSe/ZnSe sont élaborées par épitaxie par jets moléculaires et sont placées dans des microcavités piliers pour contrôler leur émission spontanée. Pour un mode de cavité optique, le confinement du photon dans un volume de l'ordre du cube de la longueur d'onde peut conduire à un raccourcissement marqué de la durée de vie pour un émetteur résonant avec ce mode : c'est l'effet Purcell. Nous présentons une nouvelle méthode d'élaboration de boîtes quantiques CdSe/ZnSe de manière auto-organisée. Des caractérisations structurales par microscopie à force atomique, microscopie électronique à transmission et diffraction de rayons X haute résolution sont présentées. Des études spectroscopiques sur des ensembles de boîtes et des boîtes uniques nous permettent d'étudier la tenue du confinement des porteurs dans nos boîtes quantiques avec la température. Enfin, ces boîtes quantiques sont placées en microcavités piliers pour contrôler leur émission spontanée. Pour la réalisation des microcavités, des couches d'oxydes sont utilisées pour l'élaboration de miroirs de Bragg et la couche active utilise des boîtes quantiques CdSe/ZnSe. Des expériences de photoluminescence résolue en temps sur une série de boîtes quantiques montrent l'obtention de l'effet Purcell dans nos structures. Un raccourcissement de temps de vie d'un facteur trois est observé pour des boîtes quantiques en résonance avec des modes de cavité excités.

  • Titre traduit

    Growth and control of the spontaneous emission of CdSe/ZnSe quantum dots placed into optical microcavities


  • Résumé

    In this work, CdSe/ZnSe semiconductor quantum dots are grown by molecular beam epitaxy and placed into pillar microcavities to control their spontaneous emission. When an emitting dipole is located in a small volume optical cavity and resonant with a cavity mode, its radiative lifetime can be strongly reduced: this is the Purcell effect. We first present a new method for growing self-assembled CdSe/ZnSe quantum dots. Structural characterizations by Atomic Force Microscopy, Transmission Electron Microscopy and High Resolution X-Ray Diffraction are presented. Optical studies performed on a large assembly of quantum dots or on a single quantum dot allow us to characterize the confinement of the carriers into the quantum dots as well as the thermal activation of the non-radiative deexcitation channels. Finally, those quantum dots are located into micropillars to control their spontaneous emission. The microcavities are elaborated using oxide deposition for the Bragg mirrors and CdSe/ZnSe quantum dots as active media. Time-resolved photoluminescence measurements on a series of single quantum dots probe the Purcell effect. A three-fold enhancement of quantum dot spontaneous emission rate is observed for quantum dots in resonance with excited degenerated modes of the pillar.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2005 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Croissance et contrôle de l'émission spontanée de boîtes quantiques semiconductrices CdSe/ZnSe placées en microcavités optiques

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Informations

  • Détails : 1 vol. (183 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 171-183

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0169
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS05/GRE1/0169/D
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