Structure electronique au voisinage de la bande interdite des nanocristaux de cdse et cds

par MOHAMED DIB

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Philippe Lavallard.

Soutenue en 1999

à Paris 7 .

mots clés

Résumé

Les nanocristaux (ncs) de semiconducteurs sont des boites quantiques dans lesquelles les porteurs de charge sont confines dans les trois directions spatiales. Leur structure electronique est une fonction de leur taille. Une des difficultes experimentales de l'etude des ncs est liee a la distribution des tailles des ncs dans l'echantillon. Cette distribution est responsable de l'elargissement inhomogene des bandes dans les spectres d'absorption et de luminescence. Pour s'affranchir de cette difficulte, nous avons utilise des techniques spectroscopiques qui permettent l'observation des proprietes optiques des ncs d'une taille selectionnee dans la distribution, telles que l'excitation selective et la detection selective de la luminescence. Nous avons montre que l'etat responsable de la luminescence des ncs de cdse et de cds de rayons compris entre 15 et 35 angstroms, est un etat optiquement interdit par spin et que l'interaction d'echange electron-trou, tres faible dans les materiaux massifs, augmente de deux ordres de grandeur dans les petits ncs (de 15 angstroms de rayon). Nous avons egalement mis en evidence le fait que l'ecart en energie observe experimentalement entre l'absorption et la luminescence est caracteristique du materiau etudie. Il est interprete par la prise en compte simultanee de l'interaction d'echange electron-trou d'une part et du couplage spin-orbite, dans les ncs de cds ou de l'anisotropie du champ cristallin de la structure cristalline wurtzite dans les ncs de cdse, d'autre part.

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