Contribution à l'étude expérimentale et théorique des photodétecteurs infrarouge à multipuits quantiques couvrant la bande spectrale3-20 μm : physique, optimisation et nouvelles fonctionnalités

par Vincent Guériaux

Thèse de doctorat en Champs, particules, matière

Sous la direction de Vincent Berger.

Soutenue en 2010

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Experimental and theoritical study of the quantum wells infrared photodetectors covering the 3 to 20 micrometers spectral range


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  • Résumé

    Les QWIPs (Quantum Well Infrared Photodetectors) sont des composants pluridisciplinaires : science des matériaux nécessaire à l'épitaxie, transport électronique dans ces couches semi-conductrices, modélisation électromagnétique du couplage optique. Il est impératif de maîtriser chacune de ces composantes afin d'exploiter cette technologie pour de l'imagerie infrarouge. L'objectif de cette thèse est de permettre l'élargissement de la gamme spectrale accessible aux QWIPs. Nous avons étudié les points communs et les spécificités de la physique de ce composant entre 3 et 20 μm. En particulier, nous avons traité de cette problématique dans les domaines que sont le transport électronique et l'aspect matériau. Après une introduction générale sur l'imagerie infrarouge et sur le composant QWIP, nous présentons les résultats d'une étude structurale et chimique des hétérostructures AlGaAs / InGaAs. Ces alliages constituent le cœur du détecteur, c'est pourquoi l'extension des longueurs d'onde de détection passe en premier lieu par le contrôle et donc la connaissance, de ces matériaux. La suite de ce travail de thèse est consacrée à l'étude des différents régimes de transport électronique dans les QWIPs : régime tunnel séquentiel résonant, régime de fort champ et régime thermoïonique. Bien que les différents modes de transport soient observables sur l'ensemble des échantillons, certains d'entre eux ne sont dominants que pour quelques applications spécifiques. Enfin, nous montrons que la maîtrise des différentes étapes de conception et de fabrication nous permet de réaliser des détecteurs dans les bandes [3-5 μm] et [10-20 μm] pour les besoins des applications terrestres et spatiales.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (V-255 p.)
  • Annexes : 197 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2010) 263
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