Thèse soutenue

Relaxation des electrons chauds dans un puits quantique a modulation de dopage gaas/gaalas : influence des differents modes de phonons optiques longitudinaux

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Auteur / Autrice : MARC NICOLARDOT
Direction : Gerald Bastard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1989
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Differents resultats experimentaux deja publies sur la relaxation des electrons chauds dans les puits quantiques a modulation de dopage gaas gaalas ont montre qu'un temps de relaxation moyen peut caracteriser les transferts d'energie entre le gaz d'electrons bidimensionnel et les phonons optiques longitudinaux. L'analyse des resultats precedemment obtenus a partir de la temperature electronique n'avait pas permis jusqu'ici d'expliquer les grandes differences observees sur les temps de relaxation mesures ni le fait que ce temps de relaxation peut etre superieur d'un ordre de grandeur a celui du gaas massif. Notre approche experimentale a consiste a etudier simultanement les transferts d'energie entre le gaz d'electrons chauds et les phonons, et les proprietes de transport sous champ electrique eleve (1kv/cm). L'analyse des resultats repose sur une modelisation quantique des proprietes de transport sous champ electrique eleve. Dans ce modele, l'etat du gaz d'electrons est defini par la temperature electronique et la vitesse moyenne de derive des porteurs. Les interactions avec les impuretes ionisees, les phonons acoustiques et les differents modes de phonons optiques longitudinaux sont prises en compte: modes guides dans le puits de gaas et modes d'interface. Les transitions interbandes induites par le couplage electron-phonon sont egalement considerees. Les phenomenes de phonons chauds sont caracterises par le temps de relaxation phonon-phonon. Les resultats obtenus experimentalement peuvent s'expliquer par deux effets antagonistes: 1) d'une part la presence de phonons chauds d'interface qui augmente le temps de relaxation pour les transferts d'energie et conduit a une mobilite electronique moyenne plus elevee, a une temperature electronique donnee; 2) d'autre part l'effet de la vitesse moyenne des porteurs qui favorise l'emission de phonons en reduisant le temps de relaxation electron-