Contribution a l'etude optique de l'effet wannier-stark dans les superreseaux semiconducteurs

Contribution to the optical study of the wannier-stark effect in semiconductor superlattices

• Auteur / Autrice : Jérôme Depeyrot
• Direction : P. TRONC
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le rapport des intensites des pics 0 et -1 dans l'echelle de wannier-stark est mesure sur les spectres de photoluminescence observes en fonction de la temperature dans le cas de superreseaux gaas-algaas. Les resultats obtenus mettent en evidence la relaxation d'excitons pieges sur des rugosites d'interface lorsque la temperature t, est comprise entre 20k et 40k. Par ailleurs, lorsque t 50k, la population d'excitons directs et obliques -1 n'est pas en equilibre thermodynamique: les excitons se piegent preferentiellement dans l'etat direct et non dans l'etat oblique comme le voudrait une statistique d'equilibre. La suite de l'etude experimentale, toujours effectuee a partir de mesures de photoluminescence, porte sur des superreseaux gainas-algainas accordes en maille sur inp et presentant une transition fondamentale vers 1,55 micron a 300k. Les rugosites d'interface piegent les excitons photocrees a basse temperature. Les fluctuations, en particulier de composition, localisent les excitons dans des regions du plandes couches pour lesquels la bande interdite du materiau puits est la plus petite. Elles elargissent la raie de pl et conduisent par ailleurs au confinement de la fonction d'onde electronique sur un puits du superreseau. L'etat bloquant d'un modulateur electro-optique peut-etre realise grace a la transition oblique -1 et directe dans une structure de type superreseau court constituee de trois puits et terminee aux deux extremites par des barrieres epaisses. Le calcul numerique de l'effet d'une perturbation paire lineaire, pouvant etre realise par l'introduction d'une monocouche de beryllium deposee au milieu du puits central de la structure, montre qu'on peut augmenter le contraste du modulateur d'environ 7db. Nous proposons une structure de couches optimisee