Croissance et caracterisation d'heterostructures inas/alsb/gasb pour la realisation de lasers a cascade quantique

• Auteur / Autrice : ISABELLE PREVOT
• Direction : François Julien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce manuscrit presente differentes caracterisations structurales et optiques d'heterostructures inas/alsb elaborees par epitaxie par jets moleculaires (ejm) sur substrat de gasb. L'utilisation de substrats de gasb desorientes de 0,5\ par rapport au plan (001) permet a 510\c de supprimer la croissance de pyramides a partir de dislocations du substrat. Les phenomenes qui regissent la croissance ejm des materiaux inas et alsb sont ensuite exposes et permettent d'etablir une procedure de controle des interfaces inas/alsb. L'etude des diagrammes de diffraction de rayons x de super-reseaux inas(8nm)/alsb(20nm) apporte une information sur la nature des interfaces realisees en croissance. L'epaisseur individuelle des couches d'inas et d'alsb est ensuite obtenue et confirmee par une experience de reflectivite speculaire de rayons x. L'analyse par microscopie electronique a transmission de ces super-reseaux permet d'observer une ondulation periodique des interfaces dans la direction 110 liee a une relaxation elastique des couches. Par ailleurs, dans la direction de croissance z, l'interface inas sur alsb semble abrupte, alors que l'interface alsb sur inas est graduelle sur 6 monocouches moleculaires, probablement a cause d'un phenomene de segregation d'indium. Des experiences de spectroscopie d'absorption photo-induite permettent de sonder la transition e 1e 2 de ces super-reseaux, situee entre 3 et 5 m selon l'epaisseur d'inas. Des experiences d'absorption directe permettent d'evaluer le residuel de type n dans les puits d'inas. L'etude detaillee du modele de kane a 92 bandes utilise permet d'interpreter la forme observee du coefficient d'absorption interbande en fonction de la polarisation de la lumiere dans des heterostructures de type ii. Enfin, le fonctionnement de structures electroluminescentes a cascade quantique inas/alsb est obtenu a temperature ambiante ente 3 et 5m.