Élaboration de structures laser d'éléments III-N émettant dans le vert

par Pierre Demolon

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Yves Duboz.

Soutenue en 2010

à Nice .


  • Résumé

    Ce travail a pour objet la réalisation par épitaxie en phase vapeur à base d’organométalliques d’une diode laser nitrure fonctionnant sous injection électrique. Le dopage des couches GaN:Si et GaN:Mg a été optimisé afin de réduire les résistances d’accès dans le laser. La structure de la zone active (In,Ga)N a été calibrée pour émettre à des longueurs d’onde allant du violet au jaune. La présence de forts champs électriques internes a été mise en avant durant l’étude sur les puits quantiques. En raison de l’Effet Stark Confiné Quantique, un compromis sur l’épaisseur et la concentration en In des puits est indispensable pour générer une forte efficacité radiative. Les phénomènes liés aux couches de confinement (Al,Ga,In)N des structures laser ont été traités. Des études théoriques et expérimentales ont permis de dégager les points clefs pour optimiser la conduction verticale des super-réseaux AlGaN/GaN. Les couches AlInN en accord de maille avec le GaN, ont été étudiées pour limiter les défauts cristallographiques et augmenter le confinement optique des couches de confinement. Pour valider les études préalables, nous avons épitaxié plusieurs dispositifs ayant généré un effet laser sous injection électrique.

  • Titre traduit

    Elaboration of III-N laser diodes emitting in green wavelength


  • Résumé

    This work deals with the metalorganic vapour phase epitaxy (MOVPE) of nitride laser diodes working under electrical injection. The doping of GaN:Si and GaN:Mg layers has been optimized in order to reduce the access resistances of the laser. The structure of the (In,Ga)N active area has been calibrated to control the optical emission from violet to yellow wavelengths. A strong electric field has been observed in the quantum well (QW) during this study. Due to Quantum Confined Stark Effect a compromise between the thickness and the In composition of QWs is essential in order to obtain a strong radiative efficiency. Phenomena relating to (Al,Ga,In)N confinement layers have been treated. Theorical and experimental studies allowed pointing out the key points to optimize the vertical conduction of AlGaN/GaN superlattices. A study regarding AlInN layers lattice matched with GaN has been made to limit the crystallographic defects and to increase the optical confinement of the confinement layers. To validate the optimization of each building block, we have grown several laser structures, and the devices have generated a laser emission under electrical injection.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (243 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres. Résumés en français et en anglais

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  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 10NICE4101
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