Transitions intersousbandes photo-induites dans les puits quantiques et super-reseaux gaas/(al, ga) as

Intersubband transitions in gaas/(al, ga) as quantum wells and superlattices induced by optical interband excitation

• Auteur / Autrice : PEDRO PEGUERO TRINDADE VAGOS
• Direction : François Julien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Ce travail concerne l'etude des transitions intersousbandes dans les puits quantiques gaas/algaas non dopes induites par le pompage optique des transitions interbandes. Apres une breve description theorique des proprietes de ces transitions, nous nous interessons a la spectroscopie d'absorption intersousbande photo-induite. Cette technique nouvelle permet d'obtenir a la fois des spectres intersousbandes et interbandes avec une grande sensibilite et resolution. Elle permet aussi une analyse des mecanismes mono-moleculaires et bi-moleculaires de relaxation interbandes. Nous avons ensuite presente une application de l'absorption intersousbande photo-induite portant sur la modulation tout-optique. L'insertion des puits quantiques dans une structure guide d'onde permet de realiser des modulateurs tout-optique performants avec des taux de modulation proche de 100% pour des puissances pompes de quelques milliwatts. Leur bande passante est limitee par le temps de relaxation interbande et peut etre amelioree par une implantation de protons. Nous avons montre qu'il est possible d'induire une luminescence interbande a haute energie sous excitation intersousbande. L'intensite de cette luminescence induite permet de remonter aux temps de relaxation intersousbandes sans avoir recours a des techniques de resolution temporelle subpicoseconde. L'absorption des photons infrarouges se traduisant par une emission se traduisant par une emission de photons visibles (ou proche visible) ce processus peut etre considere comme un mecanisme de up-conversion. Malgre la faible valeur du rendement de cette conversion, ce nouveau processus peut etre mis a profit pour la conception de detecteurs infrarouges. Nous avons montre qu'un tel detecteur, base sur la conversion de photons, est caracterise par une detectivite au moins similaire a celle des detecteurs conventionnels a puits quantiques (qwip's). Il devrait presenter une grande sensibilite et le principe se prete facilement a des applications d'imagerie. Enfin, nous nous interessons aux transitions intersousbande x- en bande de conduction des super-reseaux gaas/alas. Le couplage x- est introduit dans un modele de kronig-penney par biais des conditions de raccordement des fonctions enveloppes aux interfaces. L'expression du moment dipolaire ainsi que les regles de selection associees sont etablies. Nous discutons ensuite un certain nombre d'experiences ayant pour objectif la mise en evidence de ces transitions