Proprietes optiques de puits quantiques ingaas/gaas elabores sous jets moleculaires

par CEDRIC MONIER

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de A.-M. VASSON.

Soutenue en 1995

à Clermont-Ferrand 2 .

mots clés

Résumé

Ce travail a porte sur une etude experimentale et theorique des proprietes optiques d'heterostructures a puits quantiques contraints in#xga#1#-#xas/gaas. Des experiences de photoluminescence, de reflectivite et d'absorption optique detectee thermiquement (aodt) ont ete effectuees, aux temperatures de l'helium liquide, sur deux series d'echantillons elabores respectivement par epitaxie sous jets moleculaires (ejm) et par ejm a partir d'organo-metalliques (ejmom). L'analyse spectrale (energies et largeurs des signaux) des echantillons ejm confirme clairement que la transition 2d/3d du mode de croissance, par formation d'ilots coherents (sans dislocations), est repoussee et que les phenomenes de segregation des atomes d'indium connaissent une limitation lorsqu'on eloigne le systeme de l'equilibre thermodynamique, en reduisant la temperature de croissance ou en augmentant la vitesse de croissance. Les resultats obtenus sur les echantillons ejmom revelent un excellent controle de l'epaisseur des puits ; l'observation de raies discretes de photoluminescence, attribuees a des fluctuations d'epaisseurs des puits d'une monocouche (mc), temoigne de la bonne qualite des interfaces (larges etendues des terrasses dans le plan de croissance). Des mecanismes de transferts interpuits, par activation thermique des excitons, sont mis en evidence et modelises. Dans la gamme d'epaisseur des puits (3-16 mc), une comparaison entre les energies des differentes transitions excitoniques observees en aodt et celles calculees en prenant en compte les effets de contrainte et de segregation a permis de fixer, pour les deux series d'echantillons etudies, une valeur commune du decalage de bandes relatif q#c de 0,640,01 dans le domaine de composition 0,2<x<0,5. Un faible coefficient d'echange (=0,67) indique que les phenomenes de segregation semblent moins eleves en ejmom. Les proprietes excitoniques ont ete examinees a travers la determination de la force d'oscillateur de la transition fondamentale. Les valeurs deduites de l'ajustement des spectres de reflectivite, a l'aide d'un modele multicouches, sont comparees a celles obtenues a partir d'un calcul variationnel a un ou deux parametres

Titre traduit

Optical properties of ingaas/gaas quantum wells grown by molecular beam epitaxy

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