Injection optique et injection électrique de spin dans des nanostructures semiconductrices

par Laurent Lombez

Thèse de doctorat en Physique de la matière

Sous la direction de Xavier Marie et de Pierre Renucci.

Soutenue en 2007

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Ce mémoire est une contribution à l’étude, par spectroscopie de photoluminescence, des propriétés de spin dans les nanostrctures semiconductrices, en vue d’applications pour l’électronique de spin. Nous analysons les propriétés de spin des électrons dans les matériaux nitrures dilués massif GaAsN et puits quantiques InGaAsN/GaAs. Nous observons, à température ambiante, une lente décroissance de la polarisation circulaire de la luminescence ainsi qu’un fort taux de polarisation en spin es électrons dans la bande de conduction. L’origine de ces résultats est liée au mécanisme de recombinaison de��pendante en spin des électrons de conduction sur des centres profonds paramagnétiques. Nous étudions également la problématique de l’injection électrique de spin dans les structures hybrides métal ferromagnétique / semiconducteur (spin-LED). Cette injection est effectuée à partir du cobalt à travers une barrière tunnel d’oxyde et est validée en analysant l’électroluminescence de puits quantiques. Par la suite, après avoir caractérisé la dynamique de spin dans les boites quantiques dopées p par spectroscopie de photoluminescence et mis en évidence le rôle majeur joué par l’intéraction hyperfine, nous réalisons une injection électrique de spin efficace dans ces boites quantiques

  • Titre traduit

    Optical injection and electrical injection of spin into semiconductors nanostructures


  • Résumé

    This thesis describes photoluminescence and electroluminescence spectroscopy studies of the spin properties of semiconductors nanostructures for applications in spin-electronics. We analyze the electronic spin properties in dilute nitride semiconductors such as GaAsN bulk and InGaAsN / GaAs quantum wells. We observe, at room temperature, a slow decay of the circular polarization as well as a strong spin polarization of the conduction band electrons. The origins of these result is linked to the spin dependant recombination mechanism of the electron in the conduction band with deep paramagnetic centers. Moreover, we study the problem of the electrical spin injection in hybrid metal / semiconducteur structures (spin-LED). The spin injection is realized from a Cobalt layer through an oxide tunnel barrier and it is detected by quantum well electroluminescence. Furthermore, after characterizing the spin dynamics in p-doped quantum dots by photoluminescence spectroscopy and demonstrating the major role of the hyperfin interaction, we realize an efficient electrical spin injection into quantum dots

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( x-135 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 121-135

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007/878/LOM
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