Croissance et caracterisation d'heterostructures zn(mg)bese, nouveaux materiaux pour emission laser bleu

Growth and characterization of zn(mg)bese heterostructures, new materials for blue laser emission

• Auteur / Autrice : Valérie Bousquet
• Direction : Jean-Pierre Faurie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Nice

Résumé

L'obtention de diodes lasers (dl) emettant dans la region bleu-vert du spectre electromagnetique est actuellement un sujet de recherche majeur du fait des nombreuses applications envisagees pour ces composants. Les heterostructures semiconductrices ii-vi a base de znse constituent l'une des filieres susceptibles de permettre la fabrication de telles dl. La plupart des travaux s'est focalisee sur les composes zn(mg)sse et ses derives. Une nouvelle famille de materiaux, basee sur le compose zn(mg)bese, vient d'emerger. Ce memoire traite de l'elaboration et des caracterisations de cette nouvelle filiere et des heterostructures derivees sur substrat gaas. En l'absence de references dans la litterature, nous avons tout d'abord etabli les conditions de croissance des materiaux zn(mg)bese en epitaxie par jets moleculaires (ejm). La presence d'un seul element vi, contrairement a zn(mg)sse qui en compte deux, permet un controle precis de la composition des alliages ternaires et quaternaires. La diffraction de rayons x et la microscopie electronique en transmission revelent l'excellente qualite structurale des materiaux epitaxies. Apres optimisation de l'interface materiau ii-vi/ substrat gaas, des densites de defauts aussi faibles que 510#3 cm#-#2 sont obtenues pour des couches epaisses de znmgbese en accord de maille. Ces resultats sont comparables a ce qui se fait de mieux avec le materiau concurrent znmgsse. Nous montrons par ailleurs que l'alliage ternaire znbese se dope mieux de type p que l'alliage znsse. Enfin, nous avons etudie des heterostructures a multi-puits quantiques znse/bete. Nous avons realise les premieres epitaxies du compose bete et determine son epaisseur critique. Malgre la faible compatibilite des conditions de croissance en ejm de znse et bete, les super-reseaux znse/bete elabores sont de tres bonne qualite cristalline. Un choix judicieux pour l'architecture de ces structures periodiques permet de fabriquer in-situ des contacts ohmiques sur les couches de znse de type p.