Photoluminescence polaron dans le niobate de lithium : approche axpérimentale et modélisation
Auteur / Autrice : | Aïssa Harhira |
Direction : | Laurent Guilbert, Patrice Bourson |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des matériaux - physique |
Date : | Soutenance le 29/10/2007 |
Etablissement(s) : | Metz |
Ecole(s) doctorale(s) : | EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photoniques et Systèmes (Metz) |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Paul Moretti, Hervé Rinnert, Joël Schamps |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Le niobate de lithium (LN), en raison de ses propriétés, électro-optiques, optiques non linéaires et photoréfractives (PR) , s'impose comme un matériau de choix pour des applications en modulation, filtrage, stockage holographique ou conversion de fréquence optique. L'effet PR est gouverné à la fois par les centres profonds extrinsèques (Fe2+ et Fe3+ le plus souvent) et par les antisites niobium en site (Nbli5+), qui constituent des pièges préférentiels pour les électrons arrachés aux donneurs profonds et forment ainsi des polarons liés Nbli4+, caractérisables par une large bande d'absorption photo-induite (API) s"étendant dans le rouge et le proche infrarouge, ainsi que par une bande de photoluminescence (PL) légèrement décalée en longueur d'onde par rapport à la précédente. Nous présentons ici une étude expérimentale de la PL polaron dans le LN congruent dopé fer, fonction de la température et de l'intensité lumineuse excitatrice, en régime continu et en régime pulsé, ainsi qu'un modèle phénoménologique à trois centres permettent d'interpréter toutes les caractéristiques observées. Nous montrons que la PL permet en principe de doser les donneurs profonds dans le LN congruent en qualité infime, que soit leur nature. Pour les ions Fe2+, la détectivité est typiquement de 0,25 ppm à l'ambiante, ce qui est bien meilleur que la spectroscopie d'absorption. La PL résolue spatialement permet en outre, contrairement aux autres techniques, de cartographier la concentration de donneurs profonds à l'échelle micrométrique, d'où son potentiel pour la caractérisation de guides d'onde, de composants optiques intégrés ou autres microstructures