Download or read book Etude th orique des tats d lectrons et de donneurs dans les boites quantiques de semi conducteurs written by Bartlomiej Szafran and published by . This book was released on 2000 with total page 102 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La thèse présentée contient une description théorique des propriétés électroniques les plus intéressantes des points quantiques. Différents types de points quantiques ont été étudiés : les nanocristaux de semi-conducteurs, les points quantiques auto-organisés, les points quantiques contrôlés par une électrode de grille. L'utilisation d'un modèle réaliste pour le potentiel de potentiel a permis de déterminer la capacité quantique des points sphériques et cylindriques et de prédire les propriétés des états excités liés du centre D confiné. L'influence du champ magnétique ainsi que de la géométrie de la nanostructure sur la symétrie de l'état fondamental des systèmes à plusieurs électrons a été discutée. La description théorique a été vérifiée par comparaison des résultats numériques avec les données expérimentales. La théorie présentée a fourni la première interprétation réaliste et quantitative des résultats de spectroscopie de capacité de points quantiques auto-organisés InAs/GaAs dans un champ magnétique externe. Un modèle complet du dispositif de point quantique contrôlé par une électrode de grille et une solution auto-cohérente des équations de Poisson et de Schrodinger a permis de décrire théoriquement de facon quantitative toutes les propriétés électroniques observées

Download or read book INTERACTION ELECTRONS PHONONS DANS LES PUITS ET BOITES QUANTIQUES DE SEMICONDUCTEURS UNE ETUDE PAR SPECTROMETRIES OPTIQUES written by JEAN-ROCH.. HUNTZINGER and published by . This book was released on 2000 with total page 131 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LES PROGRES REALISES DANS L'ELABORATION D'HETEROSTRUCTURES SEMICONDUCTRICES ONT PERMIS DE TIRER PARTI D'EFFETS DE CONFINEMENT ET DE CONTRAINTES POUR CREER DES DISPOSITIFS AUX APPLICATIONS INDUSTRIELLES, COMME LES LASERS SOLIDES. SIMULTANEMENT DE NOMBREUSES ETUDES FONDAMENTALES ONT ETE STIMULEES PAR LA RICHESSE DES PHENOMENES PHYSIQUES EN JEU DANS DE TELLES STRUCTURES. CE TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE EXPERIMENTALE, A L'AIDE DE SPECTROMETRIES OPTIQUES, DES ELECTRONS, DES PHONONS ET DE LEURS INTERACTIONS DANS DES PUITS ET BOITES QUANTIQUES CONTRAINTS. LA DIFFUSION RAMAN RESONANTE A TEMPERATURE AMBIANTE D'ECHANTILLONS CONTENANT QUELQUES PUITS QUANTIQUES GAAS/GAP PRESENTE DE FORTES OSCILLATIONS DANS LA REGION DES PHONONS ACOUSTIQUES. LE CONTRASTE DE CES OSCILLATIONS EST UNE SIGNATURE DE LA COHERENCE SPATIALE DES EXCITATIONS ELEMENTAIRES SUR L'ENSEMBLE DE LA STRUCTURE. LE CAS DE COUCHES UNIQUES DE BOITES QUANTIQUES D'INAS/INP FORTEMENT CONTRAINTES, DEPOSEES SUR DES SUBSTRATS (001) ET (113) EST ENSUITE ABORDE. LES EFFETS D'UNE CONTRAINTE BIAXIALE DANS UN PLAN (HHL) SUR LES ENERGIES ET INTENSITES DES TRANSITIONS E 1 SONT EXPOSES. CES CALCULS SONT COMPARES A DES EXPERIENCES DE REFLECTIVITES MODULEES POLARISEES. EN RESONANCE AVEC CES TRANSITIONS, LA DIFFUSION RAMAN BASSE-FREQUENCE PRESENTE DES OSCILLATIONS, QUI PROVIENNENT DE LA STATIONNARITE DES PHONONS DUE A LA SURFACE. LE CONTRASTE DES OSCILLATIONS FOURNIT UNE INDICATION DE LA DISPERSION DES TAILLES DES ILOTS. L'IMPLICATION DANS LA MODULATION DES INTENSITES D'ETATS ELECTRONIQUES DE SURFACE OU D'EFFETS DE CAVITE ACOUSTIQUE DANS LA COUCHE D'OXYDE SUPERFICIEL EST DISCUTEE. A BASSE TEMPERATURE, LES OSCILLATIONS DES SPECTRES DES PUITS QUANTIQUES GAAS/GAP DISPARAISSENT PROGRESSIVEMENT SELON LES ENERGIES D'EXCITATION. A L'AIDE D'UN MODELE SIMPLE ON ETABLIT QUE CETTE DECOHERENCE EST LIEE AU DESORDRE DANS LE PLAN ET A LA CORRELATION SPATIALE ENTRE LES PUITS.

Download or read book SYSTEMES D ELECTRONS DANS LES NANOSTRUCTURES SEMI CONDUCTRICES A CONFINEMENT QUANTIQUE DANS 2 OU 3 DIRECTIONS written by SOPHIE.. HAMEAU and published by . This book was released on 2000 with total page 166 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CETTE THESE CONSTITUE UNE ETUDE, PAR MAGNETOSPECTROSCOPIE AUX ONDES MILLIMETRIQUES, SUBMILLIMETRIQUES ET DANS L'INFRAROUGE LOINTAIN, DE LA STRUCTURE ELECTRONIQUE DES SYSTEMES CONFINES DE SEMI-CONDUCTEURS TELS QUE LES FILS (SYSTEMES 1D) OU LES BOITES QUANTIQUES (SYSTEMES 0D). UNE FACON DE REALISER DES STRUCTURES DE DIMENSIONS SUBMICRONIQUES ET NANOMETRIQUES EST DE MODULER LATERALEMENT LA DENSITE ELECTRONIQUE D'UN GAZ BIDIMENSIONNEL D'ELECTRONS (GE2D) CONTENU DANS UNE HETEROSTRUCTURE A DOPAGE SELECTIF. CETTE MODULATION EST OBTENUE PAR LITHOGRAPHIE ELECTRONIQUE SUIVIE D'UNE GRAVURE IONIQUE. NOUS AVONS ETUDIE, D'UNE PART, LE CONFINEMENT ET LA POPULATION ELECTRONIQUE DANS DES FILS GRAVES GAAS/A1GAAS. D'AUTRE PART, NOUS AVONS ETUDIE L'INFLUENCE DE LA PROFONDEUR DE GRAVURE SUR LA DENSITE D'UN GE2D CONTENU DANS UNE HETEROSTRUCTURE SI/SIGE. CETTE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE A MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE, SELON LA PROFONDEUR DE BARRIERE DOPEE GRAVEE, DE REALISER TOUTES LES ETAPES DE MODULATION DU GAZ BIDIMENSIONNEL, A SAVOIR UN GAZ BIDIMENSIONNEL FAIBLEMENT MODULE, PUIS UN RESEAU D'ANTIPLOTS (GE2D COMPORTANT UN RESEAU PERIODIQUE DE ZONES VIDES D'ELECTRONS) ET ENFIN UN RESEAU DE BOITES PARFAITEMENT ISOLEES LES UNES DES AUTRES DONT LA TAILLE EFFECTIVE DIMINUE FORTEMENT AVEC LA GRAVURE. UNE AUTRE MANIERE D'OBTENIR DES SYSTEMES CONFINES D'ELECTRONS EST LA CROISSANCE AUTO-ORGANISEE UTILISANT LE GRAND DESACCORD DE MAILLE ENTRE DEUX MATERIAUX. NOUS AVONS ETUDIE LE COUPLAGE ENTRE LES ELECTRONS ET LES PHONONS OPTIQUES DANS DES BOITES QUANTIQUES INAS, NE CONTENANT QU'UN SEUL ELECTRON, OBTENUES SUR UN SUBSTRAT GAAS. DANS LES SEMI-CONDUCTEURS MASSIFS, LES GAZ BIDIMENSIONNELS OU LES FILS QUANTIQUES, LES PHONONS OPTIQUES JOUENT UN ROLE FONDAMENTAL. EN EFFET, L'EMISSION DE PHONONS OPTIQUES EST LE MECANISME DE LOIN LE PLUS EFFICACE POUR LA RELAXATION DES ELECTRONS PLACES DANS DES NIVEAUX EXCITES. NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UN COUPLAGE FORT ENTRE LES ELECTRONS ET LES PHONONS AU SEIN DES BOITES QUANTIQUES CONDUISANT A LA FORMATION D'ETATS HYBRIDES ELECTRON-PHONON(S) : DES POLARONS A LONGUE VIE. LA RELAXATION DES PORTEURS PAR EMISSION DE PHONONS OPTIQUES EST ALORS IMPOSSIBLE DANS LES BOITES QUANTIQUES. CES POLARONS CONSTITUENT UN ASPECT NOUVEAU DE L'INTERACTION ELECTRON-PHONON DANS LES SEMI-CONDUCTEURS QUI POURRAIT AVOIR DES IMPLICATIONS IMPORTANTES SUR LA RELAXATION DES PORTEURS DANS LES NANOSTRUCTURES.

Download or read book Etude des tats excitoniques dans les nanostructures cylindriques de semi conducteurs written by Serge Le Goff and published by . This book was released on 1992 with total page 208 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les boîtes quantiques de semi-conducteurs sont des hétérostructures qui, pour des dimensions de l'ordre du rayon excitonique, conduisent à une quantification totale de l'énergie de l'exciton. Leur intérêt pratique réside surtout dans leurs propriétés optiques non linéaires et la perspective de réalisation de microlasers. Tandis que la géométrie sphérique décrit assez bien les microcristallites obtenues par voie chimique dans une matrice de verre, la géométrie cylindrique est mieux adaptée aux boites de petites dimensions obtenues par dépôt moléculaire suivi d'une microgravure. Nous présentons les résultats du premier calcul variationnel de l'énergie de l'état fondamental d'un exciton dans un puits quantique cylindrique fini. Nous nous sommes placés dans l'approximation de la fonction enveloppe, qui conduit à une équation de Schrodinger effective à deux particules, où entrent en compétition les potentiels de confinement de l'électron et du trou et le potentiel coulombien décrivant leur interaction. Le confinement a d'abord été modélisé par des puits carrés infinis et ensuite par des puits carrés finis. Le comportement est qualitativement différent pour les très petites dimensions : dans le premier modèle, les effets de confinement l'emportent sur l'interaction coulombienne, tandis qu'en puits fini, le rôle du potentiel de confinement n'est plus prédominant pour des dimensions de boîtes tendant vers zéro, mais pour des dimensions de boîtes de l'ordre du rayon excitonique

Download or read book Relaxation et d coh rence des polarons dans les bo tes quantiques de semi conducteurs written by Thomas Grange and published by . This book was released on 2008 with total page 150 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse présente une étude théorique des interactions électron-phonon dans les boîtes quantiques InAs/GaAs, où le régime de couplage fort entre les porteurs confinés dans les boîtes et les phonons optiques a pour conséquence la formation d'états intriqués appelés polarons. Nous prenons tout d'abord en compte le couplage fort entre excitons et phonons optiques afin de calculer l'absorption interbande sous champ magnétique. Nous calculons ensuite le temps de vie des états polarons, dont l'instabilité est due à leur composante phonon. Nous démontrons la nécessité de prendre en compte de manière détaillée les différents processus anharmoniques, dont l'efficacité dépend fortement de l'énergie du polaron. Ces calculs permettent d'expliquer les variations non monotones du temps de vie mesuré des polarons avec leur énergie. Nous étudions ensuite la dynamique de relaxation dans les boîtes doublement chargées, où l'interaction spin-orbite, associée aux couplages électron-phonon, entraîne des processus de retournement du spin entre états singulets et triplets. Finalement, nous étudions la cohérence optique de la transition intrabande fondamentale, dont l'élargissement avec la température est dû aux transitions réelles et virtuelles vers le deuxième état excité.

Download or read book ETUDE THEORIQUE DES PROPRIETES ELECTRONIQUES DES HETEROSTRUCTURES DE SEMICONDUCTEURS written by José Antonio Brum and published by . This book was released on 1987 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: RELATIONS DE DISPERSION DES PORTEURS DANS LE PLAN DES COUCHES, AVEC ATTENTION PARTICULIERE AUX SOUS-BANDES DE VALENCE ISSUES DES EXTREMA GAMMA ::(8) DES MATERIAUX HOTES; ETUDE DES PROBLEMES COULOMBIENS AVEC RESOLUTION DU PROBLEME DE L'EXCITON ET ETUDE DE LA RAIE D'EMISSION ASSOCIEE AUX RECOMBINAISONS ELECTRON-TROU PIEGE DANS LES PUITS QUANTIQUES GAAS/ALGAAS. EFFETS D'UN CHAMP ELECTRIQUE LONGITUDINAL SUR LES NIVEAUX D'ENERGIE A UNE ET DEUX PARTICULES; INTERPRETATIONS DE LA STABILITE DE L'EXCITON ET ETUDE DES NIVEAUX D'ENERGIE D'IMPURETE ET DES SUPER RESEAUX "DENTS DE SCIE". ETUDE DE LA CAPTURE DES PORTEURS DEPUIS LE CONTINUUM VERS LES ETATS LIES DU PUITS QUANTIQUE (EMISSION DE PHONON OU NIVEAU-RELAIS QUASIDISCRET). NIVEAUX D'ENERGIE DANS LES FILS QUANTIQUES

Download or read book D coh rence Et Thermalisation Des Syst mes Quantiques written by Juliana Restrepo Cadavid and published by . This book was released on 2011 with total page 153 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le travail aborde deux grandes problématiques d'actualité des systèmes quantiques. La première concerne les systèmes quantiques ouverts, typiquement un bit quantique (qubit) couplé à un bain. Dans cette partie on présente l'étude de la décohérence et la relaxation du qubit. La seconde partie concerne les systèmes quantiques isolés. Dans cette partie on présente l'étude de la thermalisation de deux systèmes quantiques macroscopiques après un quench Décohérence et relaxation d'un qubit. L'étude de la dynamique réduite d'un qubit couplé à un réservoir est intéressant pour deux points de vue complémentaires, l'un lié à l'informatique quantique et l'autre lié à la physique quantique de N corps. Pour construire des ordinateurs quantiques, il est nécessaire de comprendre l'effet de l'environnement sur la décohérence des qubits. D'autre part, d'un point de vue de la physique des systèmes quantiques, ou bien des systèmes quantiques hors équilibre, les qubits peuvent être utilisés pour mesurer et comprendre les propriétés thermodynamiques et dynamiques du bain. Dans ce second sens, tout à fait d'actualité, il existent nombreux travaux théoriques et expérimentales récentes. Des expériences récentes suggèrent utiliser des dispositifs semi-conducteurs tels que les Josephson jonctions ou des spins dans les boîtes quantiques pour l'informatique et la communication quantique. Ces appareils ont l'avantage de taille par rapport aux autres systèmes physiques qui ont également été proposées pour l'informatique quantique, comme des atomes en cavité, les ions piégés dans un champ magnétique ou des molécules en résonance magnétique nucléaire . L'unité de base de ces dispositifs est un système quantique à deux niveaux, connu dans la littérature comme un quantum bit ou qubit. L'utilisation de bits quantiques (qubits) dans n'importe quel contexte est limitée par interaction avec leur environnement (réservoir ou bain). En fait, l'interaction leur fait perdre leur caractère quantique, un processus appelé décohérence. Les premiers études qui ont modelé la perte de la cohérence sont ceux de Caldeira et Leggett dans les années quatre-vingt. Dans ces études le réservoir était composé des bosons indépendants. Le modèle proposé, appelé Spin-Boson, est pertinente lorsque l'on considère un bain des photons ou des phonons. Cependant, dans le cas des dispositifs semi-conducteurs mentionnés au paragraphe précédent, des expériences ont montré qu'il est nécessaire d'envisager des réservoirs plus complexes composés des spins et électrons en interaction. De plus, il est important de considérer les effets non markoviens (effets de mémoire sur la dynamique des qubits. Le traitement théorique de bains quantiques avec interactions est beaucoup plus difficile que le traitement pour le bain des bosons indépendants et nous devons recourir à des méthodes théoriques puissantes. Le chapitre introductif présente les techniques d'opérateurs de projection qui sert a dériver les équations maîtresses qui régissent l'évolution du qubit, dans la thèse on se concentre sur les approximations Nakajima Zwanzig (NZ) et Time convolutionless technique (TCL). Ces techniques sont élégantes et, bien que perturbatives, sont capables de décrire certains aspects non markoviens de la dynamique. Nous avons étudie dans une première partie, la décohérence et relaxation d'un qubit couplé a un bain électronique sans interaction décrivant un métal ou un semi-conducteur Les résultats reflètent la richesse car la dynamique réduite du qubit dépend de façon subtile de plusieurs paramètres: la densité d'états des électrons, le champ magnétique, etc. Dans le chapitre 3 nous avons considéré un qubit couplé à un bain possédant un ordre supraconducteur. Pour un couplage de type Kondo à température fini nous avons trouvé une décohérence et relaxation non markoviens et ultra rapides, pour un couplage direct au paramètre d'ordre nous avons trouvé une dynamique plus complexe qui dépend des conditions initiales. Pour certaines conditions initiales la dynamique est sensible aux fluctuations de spin et ressemble a la situation du couplage Kondo. Pour autres conditions initiales, la dynamique est sensible aux fluctuations de charge et relaxe de façon markovien. Ces résultats donnent des pistes pour réduire les effets de décohérence dans les dispositifs et motivent des nombreux questions. Ces travaux ont aboutit à la publication des articles suivantes: "Effect of a gap on the decoherence of a qubit" J. Restrepo, E. Dupont, S. Camalet, R. Chitra (submitted to Phys Rev B) "Decoherence induced by an ordered environment" J. Restrepo, S. Camalet, R. Chitra (in preparation) Thermalisation d'un système quantique isolé. L'étude de la dynamique hors équilibre après un quench est devenu particulièrement d'actualité depuis l'avènement des expériences d'atomes ultra-froids qui représentent des systèmes quantiques isolés idéaux Pour les systèmes quantiques, la plupart des questions fondamentales sur la thermalisations restent ouvertes. Il y a deux types de questions : Quel est l'état asymptotique après un quench ? Est-il un état d'équilibre ? Quels sont les mécanismes qui expliquent la thermalisation ? Jusqu'au présent, il existent soit des hypothèses générales avec aucune preuve rigoureuse soit des résultats particuliers. Les résultats sont obtenus analytiquement lorsque le système est intégrable et numériquement quand il ne l'est pas. Dans notre travail (chapitre 4), nous abordons la question de la stabilité de l'équilibre thermique dans les systèmes quantiques, nous modélisons les systèmes quantiques par des champs bosoniques libres. L'intérêt de ce modèle est de pouvoir apporter des réponses claires à certaines des questions fondamentales sur la thermalisation. Il a deux ingrédients intéressantes. Tout d'abord, il considère un état initial qui n'est pas l'état fondamental. Deuxièmement, il considère un système composite où les deux parties sont de taille comparable, ce qui permet de voir comment l'état asymptotique est atteint dans l'espace. L'effet d'avoir des champs bosoniques libres conduit à un hamiltonien quadratique pour lequel on a calculé l'énergie et les fonctions de corrélation de façon exacte aux temps longs. Ainsi on a pu montré que dans le cas d'un contact thermique modifié soudainement, le système n'atteint pas un état stationnaire, et il ne se produit pas de relaxation. Ces résultats peuvent en fait être partiellement compris du fait de la nature particulière du spectre des excitations. Néanmoins, ils motivent des nombreuses questions. Ce travail a abouti à la publication de l'article suivante: "Sudden Change of the thermal contact between two quantum systems" New Journal of Physics 12 055011, 2010.

Download or read book tude th orique du transport lectronique dans les nanodispositifs bo tes quantiques semiconductrices written by Vincent Talbo and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La miniaturisation des composants, qui s'est engagée depuis l'avènement de l'électronique il y a plus de 50 ans, atteint aujourd'hui la dimension nanométrique, ouvrant la porte aux phénomènes quantiques. Ultime étape de cette miniaturisation, la boîte quantique, dans laquelle les électrons sont confinés dans les trois directions de l'espace, présente des propriétés remarquables, telles que l'augmentation du gap entre la bande de conduction et la bande de valence, ou la discrétisation des niveaux d'énergies. Autre conséquence du confinement, la forte interaction électron-électron régnant au sein de la boîte conduit à une énergie de charge importante, susceptible de bloquer l'entrée d'un électron dans la boîte sans apport d'énergie extérieur. Ce phénomène de blocage des charges est appelé blocage de Coulomb. Le transistor à un électron (SET), dispositif élémentaire tirant profit de ce phénomène, est pressenti pour quelques applications, comme la réalisation de fonctions logiques ou la détection de charge. Parmi les domaines concernés, la thermoélectricité, c'est-à-dire la possibilité de créer du courant électrique à partir d'une différence de température, s'intéresse de près aux dispositifs à un électron en raison de leurs niveaux d'énergie discrets qui conduisent à une très faible conductivité thermique. Ce travail présente le simulateur SENS (Single-Electron Nanodevice Simulation) développé dans l'équipe, et dont j'ai réalisé la partie destinée à la simulation du SET. Il s'appuie sur la résolution des équations couplées de Poisson et Schrödinger, nécessaire à la détermination des fonctions d'onde dans la boîte de silicium, elles-mêmes dépendantes des tensions appliquées aux électrodes. Les fréquences de transition tunnel sont ensuite calculées par la règle d'or de Fermi. L'étude approfondie du courant dans les SET permet d'extraire des diagrammes de stabilité en diamant, et démontre l'importance de paramètres tels que la taille de l'îlot, la dimension des barrières tunnel, la température et le nombre d'électrons occupant la boîte. L'étude du courant électronique et du courant de chaleur en présence d'une différence de température aux électrodes du SET est également faite pour juger de la pertinence de l'utilisation d'un SET en tant que générateur thermoélectrique, mais aussi comme étalon pour déterminer le coefficient Seebeck. Enfin, une étude du bruit de grenaille dans la double-jonction tunnel (SET sans la grille) est faite, démontrant le fort lien entre taux de transfert tunnel et bruit. En particulier, selon l'évolution des taux des transferts tunnel d'entrée et de sortie de l'îlot, pour un nombre d'électrons supérieur 2, il est possible d'observer une augmentation importante du bruit, qui devient alors super-Poissonien. L'étude de l'influence des paramètres géométriques démontre que le bruit de grenaille dépend essentiellement de la différence des épaisseurs de barrière tunnel.

Download or read book Bo tes quantiques de semi conducteurs nitrures pour des applications aux capteurs opto chimiques written by Aparna Das and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse a porté sur la synthèse de boîtes quantiques (BQs) de semi-conducteurs nitrures orientés (11-22) ou (0001) par épitaxie par jets moléculaires à plasma d'azote, pour des applications aux capteurs chimiques pour la détection du niveau de pH, d'hydrogène ou des hydrocarbures dans des environnements gazeux ou liquides. Dans la première partie de ce manuscrit, je décri la synthèse des couches bidimensionnelles semi-polaires (11-22) : des couches binaires (AlN, GaN, and InN) et des ternaires (AlGaN et InGaN), qui sont requises pour le contact de référence dans les transducteurs et aussi pour établir une connaissance de base pour comprendre la transition dès la croissance bidimensionnelle à la croissance tridimensionnel des BQs. Un résultat particulièrement relevant est l'étude de la cinétique de croissance et l'incorporation de l'indium dans les couches d'InGaN(11-22). De même que pour InGaN polaire (0001), les conditions optimales de croissance pour l'orientation cristallographique semi-polaire correspondent à la stabilisation de 2 ML d'In sur la surface, en excellent accord avec des calculs théoriques. Les limites de la fenêtre de croissance en termes de température du substrat et de flux d'In sont les mêmes pour les matériaux semi-polaire et polaires. Cependant, j'ai constaté une inhibition de l'incorporation de l'In dans les couches semi-polaires, même pour une température en dessous du seuil de la ségrégation pour l'InGaN polaire. Dans une deuxième étape, j'ai fabriqué des super-réseaux de BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN, à la fois dans l'orientation polaire et semi-polaire. Les mesures de photoluminescence et de photoluminescence en temps résolu confirment la réduction du champ électrique interne dans les boîtes semi-polaires. D'autre part, les BQs semi-polaires à base d'InGaN doit relever le défi de l'incorporation d'In dans cette orientation cristallographique. Pour surmonter ce problème, l'influence de la température de croissance sur les propriétés des boîtes quantiques InGaN polaires et semi-polaires a été étudiée, en considérant la croissance à haute température (TS = 650-510 °C, où la désorption d'In est active) et à basse température (TS = 460-440 °C, où la désorption d'In est négligeable). J'ai démontré que les conditions de croissance à faible TS ne sont pas compatibles avec le plan polaire, tandis qu'ils fournissent un environnement favorable au plan semi-polaire pour améliorer l'efficacité quantique interne de nanostructures InGaN. Enfin, j'ai synthétisé un certain nombre de transducteurs à BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN selon les axes de croissance polaire et semi-polaire. Dans chaque cas, les conditions de croissance pour atteindre la fourchette spectrale ciblée (420-450 nm d'émission à avec une couche contact transparente pour des longueurs d'onde plus courtes que 325 nm) ont été identifiés. L'influence d'un champ électrique externe sur la luminescence des transducteurs ont confirmé que la meilleure performance (plus grande variation de la luminescence en fonction de la polarisation) a été fournie par des structures à base de BQs d'InGaN/GaN. Avec ces données, les spécifications des transducteurs opto-chimiques ont été fixées : 5 perides de BQs d'InGaN/GaN sur une couche contact d'Al0.35Ga0.65N:Si). Puis, j'ai synthétisé un certain nombre de ces transducteurs afin d'obtenir un aperçu sur la reproductibilité, limites et les étapes critiques du processus de fabrication. En utilisant ces échantillons, nous avons réalisé un système capteur intégré qui a été utile pour le suivi de la valeur du pH de l'eau.

Download or read book ETUDE DE PROPRIETES OPTIQUES DE PUITS QUANTIQUES DE SEMICONDUCTEURS DANS DEUX CAS LIMITES written by JEROME.. TIGNON and published by . This book was released on 1996 with total page 207 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE LES PROPRIETES OPTIQUES D'UN ENSEMBLE DE PUITS QUANTIQUES AL#XGA#1#-#XAS/GAAS, PEU PROFONDS (X = 0.6 - 18 % D'AL), PAR DES MESURES DE PHOTOLUMINESCENCE, SOUS EXCITATION CONTINUE ET RESOLUE EN TEMPS, EN FONCTION DU CHAMP ELECTRIQUE ET DE LA TEMPERATURE. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX SONT ANALYSES A L'AIDE D'UN CALCUL UTILISANT L'APPROXIMATION DES FONCTIONS ENVELOPPES. NOUS AVONS MONTRE QUE SI L'EFFET DU CONFINEMENT 2D DES PORTEURS RESTE IMPORTANT, CEUX-CI SONT TRES RAPIDEMENT BALAYES SOUS CHAMP ELECTRIQUE. EN PARTICULIER, NOUS AVONS EVALUE LE TEMPS DE FUITE PAR EFFET TUNNEL. D'AUTRE PART, L'AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE CONDUIT A L'ECHAPPEMENT DES PORTEURS, AVEC D'AUTANT PLUS DE FACILITE QUE LE PUITS EST PEU PROFOND. ENFIN, NOUS AVONS MONTRE QU'EN ACCORD AVEC LA DIMINUTION DE LA FORCE D'OSCILLATEUR EXCITONIQUE, LE TEMPS DE RECOMBINAISON DES PORTEURS, A BASSE TEMPERATURE, EST PLUS LONG QUE DANS LES PUITS CONVENTIONNELS. PAR AILLEURS, LES PROCESSUS DE RELAXATION SONT RALENTIS. DANS UN DEUXIEME TEMPS, NOUS AVONS ETUDIE UNE MICROCAVITE DE SEMICONDUCTEURS QUI EST UN SYSTEME DANS LEQUEL UN CONFINEMENT EST REALISE A LA FOIS POUR LES PORTEURS ET POUR LES PHOTONS. NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A UNE SITUATION PARTICULIERE OU UN ETAT DISCRET DU CHAMP ELECTROMAGNETIQUE EST COUPLE AVEC UN CONTINUUM D'ETATS DES EXCITATIONS ELECTRONIQUES. NOUS AVONS MONTRE QUE L'APPLICATION D'UN CHAMP MAGNETIQUE PERMET ALORS DE PASSER CONTINUMENT D'UNE SITUATION DE COUPLAGE FAIBLE DECRITE PAR LA REGLE D'OR DE FERMI A UNE SITUATION DE COUPLAGE FORT DECRITE PAR LE DEDOUBLEMENT DE RABI. UN CALCUL DES MAGNETOEXCITONS, VALABLE A TOUS LES CHAMP MAGNETIQUES, A ETE DEVELOPPE AFIN D'OBTENIR UNE COMPARAISON POUR LES ENERGIES ET LES FORCES D'OSCILLATEURS EXCITONIQUES.

Download or read book Self Organized Quantum Dots for Memories written by Tobias Nowozin and published by Springer. This book was released on 2016-08-27 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Today’s semiconductor memory market is divided between two types of memory: DRAM and Flash. Each has its own advantages and disadvantages. While DRAM is fast but volatile, Flash is non-volatile but slow. A memory system based on self-organized quantum dots (QDs) as storage node could combine the advantages of modern DRAM and Flash, thus merging the latter’s non-volatility with very fast write times. This thesis investigates the electronic properties of and carrier dynamics in self-organized quantum dots by means of time-resolved capacitance spectroscopy and time-resolved current measurements. The first aim is to study the localization energy of various QD systems in order to assess the potential of increasing the storage time in QDs to non-volatility. Surprisingly, it is found that the major impact of carrier capture cross-sections of QDs is to influence, and at times counterbalance, carrier storage in addition to the localization energy. The second aim is to study the coupling between a layer of self-organized QDs and a two-dimensional hole gas (2DHG), which is relevant for the read-out process in memory systems. The investigation yields the discovery of the many-particle ground states in the QD ensemble. In addition to its technological relevance, the thesis also offers new insights into the fascinating field of nanostructure physics.

Download or read book Quantum Transport in Semiconductor Nanostrucures written by Renaud Leturcq and published by . This book was released on 2011 with total page 111 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le fil directeur de mes travaux de recherche est l'étude des propriétés électroniques de systèmes de taille nanométrique réalisés dans les semiconducteurs. Leur caractère commun est que, à suffisamment basse température, leur propriétés de transport sont dominées par la nature quantique des électrons. Outre l'intérêt fondamental de l'étude du transport électronique dans la limite quantique, les nouvelles fonctionnalités ouvertes par ces études pourraient avoir des applications dans des domaines tels que la détection et la métrologie, ou comme base pour le traitement quantique de l'information. L'utilisation de telles nanostructures nécessite cependant de mieux comprendre leurs propriétés de transport, notamment concernant le transport cohérent hors équilibre, ou à l'échelle de l'électron ou du spin individuels. Les travaux que j'ai réalisés en post-doctorat à l'ETH Zürich, et que j'ai entamé à l'IEMN, visent à mieux comprendre ces phénomènes. Ils comprennent principalement trois parties, dont les principaux résultats sont détaillés ci-dessous. Peu d'études se sont intéressées aux propriétés des systèmes nanométriques hors équilibre, qui entrent en jeux dans de nombreuses mesures expérimentales, mais qui sont difficiles à prendre en compte dans des modèles théoriques. La mesure d'une boîte quantique à trois terminaux a permis de mettre en évidence expérimentalement la séparation du pic de densité d'état dans le régime Kondo, résultat important pour comprendre le comportement d'un système d'électrons fortement corrélés hors équilibre. Dans un anneau quantique, nous avons observé l'asymétrie en champ magnétique de la conductance non-linéaire, prédite théoriquement pour des systèmes d'électrons en interaction.

Download or read book Transfert d excitation dans les h t rostructures semimagn tiques CdTe CdMnTe written by Isabelle Lawrence (auteure en physique).) and published by . This book was released on 1994 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Nous presentons une etude du transfert d'excitation dans des double-puits quantiques asymetriques de semi-conducteurs ii-vi, cdte/cdmnte. Les methodes d'investigation sont la spectroscopie optique en mode continu, et la photoluminescence resolue en temps a l'echelle de la picoseconde. Nous avons exploite deux des proprietes physiques specifiques des semi-conducteurs ii-vi: ? l'incorporation de manganese au sein d'un alliage comme cdmnte conduit a l'observation d'effets magneto-optiques tres marques tels que l'effet zeeman geant. ? dans un puits quantique, les effets de l'interaction coulombienne entre porteurs se comparent en intensite aux effets de confinement de chaque type de porteurs dans les puits. Les proprietes de couplage entre puits ont ete etudiees en fonction des parametres structuraux des echantillons. Une variation du taux de transfert a ete observe lorsque l'epaisseur de barriere centrale, ou la concentration dans les puits, etaient modifiees ; ces deux parametres affectent respectivement la separation des deux puits, dans l'espace reel et en energie. De plus le champ magnetique offre la possibilite de moduler le profil de potentiel d'une heterostructure donnee, et ainsi permet d'amener les niveaux d'energie des deux puits en resonance. Nous montrons que le transfert des porteurs (electrons et trous) par effet tunnel a travers une barriere de potentiel est fortement affecte par leur interaction coulombienne. Ainsi le modele qu'il convient d'adopter pour expliquer les phenomenes de transfert entre puits dans ce type d'echantillons, est un modele entierement excitonique: l'electron et le trou ne sont pas transferes independamment, mais sous la forme d'une paire electron-trou liee, soit un exciton

Download or read book Epitaxie de semiconducteurs II VI ZnTe ZnSe et CdTe Se written by Rita Najjar and published by . This book was released on 2009 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail repose sur le développement de la croissance, par épitaxie par jets moléculaires, d'hétérostructures présentant une alliance de deux familles de matériaux semi-conducteurs: les tellurures et les séléniures. Il tend à montrer l'originalité des propriétés physique spécifiques de cette association en développant deux cas: les puits et les boîtes quantiques de type-II ZnTe/ZnSe et les centres isoélectroniques CdTe:Se. Pour ZnTe fortement contraint sur ZnSe, une transition morphologique de type Stranski-Krastanow non-standard a été observée. La formation d'îlots nanométriques a pu être obtenue grâce à un traitement de surface à base de Te amorphe. Lors de leur encapsulation, nous avons été confrontés à une disparition totale de ces îlots. Nous proposons de nouvelles conditions de croissance qui limitent les phénomènes de ségrégation, ou d'échange Se/Te, et préservent en partie les îlots. Cependant les nanostructures obtenues ne contiennent pas ZnTe sous forme binaire pure mais sous forme d'alliage ordonné ZnSeTe. Les propriétés de photoluminescence d'un plan de boîtes quantiques et celles d'un puits quantique ZnTe/ZnSe sont analysées et comparées. Nous proposons un modèle capable de décrire parfaitement les différents résultats optiques spécifiques d'un système où l'alignement de bande est de type-II. Ce modèle est basé sur des arguments statistiques et électrostatiques. La dernière partie traite de l'insertion d'atomes de sélénium dans CdTe sous forme d'un dopage planaire. Des centres isoélectroniques sélénium ont pu être isolés. Une mesure du dégroupement des photons émis montre que ces objets individuels se comportent comme des émetteurs de photons uniques.

Download or read book ETUDE DU PHENOMENE D IONISATION PAR CHOC DANS LES SEMI CONDUCTEURS III V written by NICOLAS.. CAVASSILAS and published by . This book was released on 2000 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DANS CETTE THESE NOUS PRESENTONS UNE ETUDE DU PHENOMENE D'IONISATION PAR CHOC DANS LES SEMI-CONDUCTEURS. NOUS AVONS ECRIT UN PROGRAMME DE RESOLUTION DETERMINISTE DE L'EQUATION DE TRANSPORT DE BOLTZMANN QUI NOUS A PERMIS DE CALCULER LES COEFFICIENTS D'IONISATION DANS DES MATERIAUX MASSIF. CE PROGRAMME ORIGINAL, PERMET D'OBTENIR DIRECTEMENT LA SOLUTION A L'ETAT STATIONNAIRE SANS FAIRE D'HYPOTHESE SUR UNE EVENTUELLE CONDITION INITIALE. AFIN D'APPLIQUER CE PROGRAMME AU TRANSPORT A FORT CHAMP (500 KV/CM) QUI IMPLIQUE LA PRISE EN COMPTE DES ELECTRONS A HAUTES ENERGIE (3,5 EV), NOUS AVONS CALCULE LES STRUCTURES DE BANDES DES SEMI-CONDUCTEURS A L'AIDE DE LA THEORIE K.P AVEC UN MODELE SP 3S*D. CE MODELE QUI N'AVAIT JAMAIS ETE UTILISE EN THEORIE K.P DONNE DE TRES BONS RESULTATS POUR LES QUATRES PREMIERES BANDES DE CONDUCTIONS SUR TOUTE LA ZONE DE BRILLOUIN JUSQU'A DES ENERGIES DE 4 EV AU-DESSUS DU BAS DE LA BANDE DE CONDUCTION. LE PROGRAMME DE RESOLUTION DE L'EQUATION DE BOLTZMANN A EGALEMENT ETE APPLIQUE A UNE ETUDE DE LA RECOMBINAISON RADIATIVE DANS UN SEMI-CONDUCTEUR PLACE DANS UN CHAMP ELECTRIQUE (

Download or read book Complexes excitoniques dans les bo tes quantiques naturelles dans des structures GaAs A1As de type II written by Barbara Pietka and published by . This book was released on 2007 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Des boîtes quantiques à fort confinement tridimensionnel et de très basse densité (106cm-2) ont été démontrées dans des structures qui ont été originellement développées comme des double puits quantique de GaAs/AIAs avec des barrières de GaAIAs. Le fait que ces structures soient de type Il permet de détecter les boîtes quantiques très facilement grâce à la très longue durée de vie des excitons indirects (de l'ordre de quelques millisecondes) et à leur capacité à diffuser efficacement Uusqu'à 100j.lm) dans les pièges zéro dimensionnels. Cet effet est généralement difficile à obtenir dans les structures directes. Les boites quantiques peuvent donc être facilement remplies par des excitons, provoquant la formation, non seulement d'excitons, mais aussi d'excitons chargés et de biexcitons,et également de molécules excitoniques plus complexes montrant un caractère zéro dimensionnel. Ce travail est consacré à l'étude des complexes excitoniques fortement confinés, à leur nature et aux processus permettant leur formation.Nous présentons des études spectroscopiques de l'émission d'une boîte quantique unique sous différentes conditions d'excitation et détectée de différentes manières.La possibilité de contrôler optiquement le nombre d'électrons et de trous qui occupent les niveaux discrets des boites quantiques nous a permis d'étudier la formation de complexes multi-excitoniques en fonction de la densités d'excitons. Les effets observés sont décrits par le modèle de la normalisation des bandes d'énergie comprenant les effets multi-corps, les interactions d'échange et les effets de corrélation.L'influence d'un champ magnétique sur les complexes multi-excitoniques est d'abord discutée. De manière générale, il est montré comment l'application d'un champ magnétique modifie la structure énergétique des transitions observées. Des propriétés typiques de boîtes quantiques telles que l'effet Zeeman, décalage diamagnétique et l'énergie de liaison excitonique sont discutées. Ces études ont permis une analyse de la symétrie et de la taille du potentiel de confinement des boîtes.Ensuite, les mécanismes de capture d'excitons dans les boîtes sont considérés. Le rôle important des processus de diffusion contribuant au temps de relaxation de l'émission des boîtes quantiques uniques est discuté sur la base d'expériences de spectroscopie résolue en temps.Le rôle des processus radiatifs et non radiatifs dans l'émission de complexes multi-excitoniques est montré dans l'émission thermiquement activée de boîtes quantiques uniques.Les mesures de corrélation de photon ont permis la classification des différentes lignes d'émission des complexes multi-excitoniques, d'étude du caractère de mécanisme de capture des porteurs photo-créés et la dynamique des fluctuations de charge caractéristiques d'une boîte quantique unique.L'approche expérimentale à un problème de boite quantique unique est largement discutée et des modèles théoriques sont appliqués pour décrire les effets observés.

Download or read book VERS UN CONTROLE DE L EMISSION SPONTANEE A L ETAT SOLIDE written by DENIS.. BARRIER and published by . This book was released on 1997 with total page 214 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: NOTRE TRAVAIL A EU POUR BUT D'AMELIORER LE CONTROLE DE L'EMISSION SPONTANEE DANS LES SEMICONDUCTEURS III-V, EN ETUDIANT PRINCIPALEMENT L'EMISSION DE BOITES QUANTIQUES D'INAS INSEREES DANS DES MICROCAVITE OPTIQUES GAAS/ALAS. EN ETUDIANT LA PHOTOLUMINESCENCE D'UN FAIBLE NOMBRE DE BOITES QUANTIQUES, CREES PAR CROISSANCE AUTO-ORGANISEE SUR GAAS ET RECOUVERTES SIMPLEMENT DE GAAS, NOUS AVONS REUSSI A ASSOCIER CHAQUE PIC D'EMISSION A UNE BOITE QUANTIQUE UNIQUE. LA LARGEUR SPECTRALE DES PICS D'EMISSION N'AUGMENTE PAS AVEC LA TEMPERATURE, CE QUI EST LA SIGNATURE DU CARACTERE 0D DE CE SYSTEME. NOUS AVONS ENFIN MIS AU POINT UNE METHODE PERMETTANT D'ISOLER LA TRANSITION FONDAMENTALE D'UNE BOITE QUANTIQUE UNIQUE. NOUS AVONS ENSUITE INSERE LES BOITES QUANTIQUES D'INAS AU SEIN D'UNE MICROCAVITE PLANAIRE EN GAAS, A MIROIRS DE BRAGG GAAS/ALAS, ET DE FACTEUR DE QUALITE Q = 1600. NOUS AVONS ALORS ETUDIE LA MODIFICATION DU DIAGRAMME D'EMISSION DE CES BOITES, EN LA COMPARANT AVEC UN MODELE THEORIQUE. LES EFFETS CLASSIQUES, COMME L'AMPLIFICATION DE L'EMISSION D'UN FACTEUR 800 DANS LE MODE FONDAMENTAL DE LA MICROCAVITE, SONT IMPORTANTS. L'ETUDE DE LA PHOTOLUMINESCENCE RESOLUE EN TEMPS MONTRE QUE L'INSERTION EN MICROCAVITE PLANAIRE MODIFIE LE TAUX D'EMISSION SPONTANEE DE 30%. EN GRAVANT UNE TELLE MICROCAVITE PLANAIRE CONTENANT DES BOITES QUANTIQUES D'INAS, NOUS AVONS OBTENU DES MICRORESONATEURS GRAVES. L'ETUDE DE LA PHOTOLUMINESCENCE DES BOITES QUANTIQUES NOUS A PERMISE D'OBSERVER EXPERIMENTALEMENT TOUS LES MODES PHOTONIQUES DE CES MICROSTRUCTURES, QUI CORRESPONDENT EFFECTIVEMENT AUX ENERGIES PREVUES PAR LA MODELISATION. ENFIN, EN ETUDIANT CETTE FOIS-CI LA PHOTOLUMINESCENCE DE PUITS QUANTIQUES EPITAXIES AU SEIN DE NOS MICRORESONATEURS GRAVES, NOUS AVONS MIS EN LUMIERE L'EXISTENCE D'UN COUPLAGE FORT ENTRE LES EXCITONS DES PUITS QUANTIQUES ET LES MODES PHOTONIQUES 0D DE NOS MICROSTRUCTURES GRAVEES.