Effets tunnel interbande et intrabande dans les hétérostructures III-V de complexité croissante

Intraband and interband tunneling phenomena in III-V semiconductors heterostructures with increasing complexity

• Auteur / Autrice : Hélène Leroux
• Direction : Didier Lippens
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés semiconducteurs

Effet tunnel

Résumé

Ce travail est consacré à la modélisation du transport par effet tunnel dans des hétérostructures semiconductrices III-V réalisées dans les systèmes Ga1−xAlxAs/GaAs, AlxIn1−xAs/Ga1−xInxAs, Ga1−xAlxSb/iNaS. Ces hétérostructures définissent des barrières et des puits de potentiel pour lesquels on exploite l'existence de niveaux d'énergie quantifiés. L'effet tunnel résonnant résultant des effets d'interférences des ondes associées aux électrons y joue un rôle prépondérant. Les aspects de simulations sont essentiellement basés sur la résolution de l'équation de Schrödinger indépendante du temps et sur des traitements autocohérents de la zone d'accès faisant intervenir des équations couplées. Nous accédons ainsi, aux fonctions d'onde associées aux particules, à la probabilité de passage par effet tunnel et nous en déduisons les caractéristiques courant-tension. Le cas de la simple barrière de potentiel semi-transparente, des hétérostructures double barrière résonnantes, des superréseaux sont plus particulièrement étudiés. Nous mettons en évidence la possibilité de deux modes de transport par effet tunnel, de type intrabande ou interbande suivant l'arrangement des bandes de conduction et de valence des hétéroépitaxies considérées. Nous précisons par ailleurs l'importance des zones d'accès, de la cohérence de phase sur le transport par effet tunnel et nous proposons des structures alternées finies à pas variable permettant d'optimiser la fenêtre de transmission. Chaque fois que cela s'est révélé possible, nous avons comparé nos calculs de caractéristiques de conduction à celles relevées expérimentalement