Etats electroniques et relaxation dans les nanostructures de semiconducteur

Electronic states and relaxation in semiconductor nanostructures

• Auteur / Autrice : ULRICH BOCKELMANN
• Direction : Gerald Bastard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1992
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Nous comparons les temps de diffusion electron-phonon des systemes zero, uni- et bi-dimensionnels de semiconducteur. Les taux de pertes d'energie par emission et absorption des phonons la et lo sont calcules pour differentes temperatures du reseau. La relaxation de l'energie du gaz d'electrons 1d peut etre plus rapide ou plus lente que celle du systeme 2d suivant la densite d'electrons. Dans les systemes 0d, la diffusion par les phonons la decroit fortement lorsque l'energie du confinement quantique augmente. Les transitions interbandes dans les fils quantiques presentent une dependance par rapport a la polarisation de la lumiere qui est absente dans les systemes 2d. Nous montrons qu'un tel effet peut etre cause par une anisotropie de la structure electronique sous-jacente ou par des effets electrodynamiques. L'anisotropie d'origine electronique est calculee dans une approximation de masse effective qui tient compte du caractere degenere de la bande de valence. La theorie est appliquee a des fils isoles ainsi qu'a des reseaux de fils couples donnant lieu a des transitions directes ou indirectes dans l'espace reel. Nous etudions egalement l'influence d'un champ magnetique. Nous simulons l'existence de defauts en considerant un ensemble statistique de potentiels de confinement ayant des fluctuations aleatoires. Enfin, les champs electromagnetiques a l'interieur des grilles dielectriques sont calcules. Nous trouvons une forte dependance des champs locaux en fonction de la polarisation. Elle peut profondement affecter les proprietes optiques des fils quantiques graves