Spectroscopie optique de réseaux de fils quantiques GaaS/AlaS épitaxies sur surfaces vicinales : confinement quantique et interaction coulombienne entre 2D et 1D

par Thierry Mélin

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Laruelle.

Soutenue en 1998

à Palaiseau, Ecole polytechnique .

mots clés

• Optique quantique
• Composés semiconducteurs
• Polarisation (lumière)

Résumé

Nous decrivons dans ce memoire les proprietes optiques de reseaux periodiques de fils quantiques realises par epitaxie par jets moleculaires de semiconducteurs iii-v alas/gaas sur substrats vicinaux. Nous realisons une etude systematique en fonction de leur inclinaison, qui permet de controler l'amplitude du confinement unidimensionnel ainsi que ses symetries. Les spectres d'absorption de reseaux de fils non dopes presentent de nouvelles transitions excitoniques qui attestent de la formation de minibandes 1d et de l'ouverture de minigaps en bandes de conduction et de valence. Enfin, de fortes interactions exciton-exciton sont mesurees, qui s'expliquent en termes de melange en bande de valence et du confinement periodique 1d, dans un regime ou l'extension des minizones de brillouin laterales /l#x est de l'ordre du rayon de bohr excitonique inverse 1/a#b. Les structures dopees selectivement montrent quant a elles des proprietes gouvernees a la fois par le confinement 1d periodique (couplages inter-sous-bandes) et par la localisation anisotrope des trous photocrees en bande de valence (proprietes de polarisation lineaire, regles de selection optique en (magneto)-photoluminescence). Enfin, nous discutons des singularites au niveau de fermi, phenomene traditionnellement attribue a l'interaction coulombienne entre porteurs photocrees de valence et le gaz degenere d'electrons de conduction. Nous en proposons une explication alternative dans un formalisme de resonance de fano, qui explique quantitativement les singularites observees dans des gaz 2d (gouvernees par le desordre d'alliage) et celles des gaz 2d modules (gouvernees par les couplages inter-sous-bandes).

Titre traduit

Optical spectroscopy of gaas/alas quantum wire arrays grown by molecular beam epitaxy on vicinal surfaces : quantum confinement and coulomb interaction between 2d et 1d

Pas de résumé disponible.