Nanostructures GaN pour l'émission dans l'ultraviolet
Auteur / Autrice : | Abdelkarim Kahouli |
Direction : | Jean Massies |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance en 2012 |
Etablissement(s) : | Nice |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....) |
Mots clés
Résumé
Ce travail concerne la croissance par épitaxie sous jets moléculaires, les propriétés structurales et optiques de nanostructures GaN polaires (0001) et semi-polaires (11 2 2) dans une matrice d’Al0,5Ga0,5N. Le but de ce travail est d’améliorer l’efficacité radiative des nitrures dans le domaine UV. Nous avons tout d’abord étudié la croissance et les propriétés de boîtes quantiques GaN/Al0,5Ga0,5N polaires. Ces structures ont la particularité d’être soumises à un fort champ électrique interne de l’ordre de 3500 kV/cm. Ce champ est responsable du décalage vers le rouge des énergies de transition des boîtes quantiques ainsi que de la réduction de leur force d’oscillateur lorsque leur hauteur augmente. Nous nous sommes intéressés également à la croissance de nanostructures GaN/Al0,5Ga0,5N (11 2 2) semi-polaires. Ces nanostructures ont une forme anisotrope, elles sont allongées et alignées suivant la direction [1100]. Nous avons ensuite étudié et comparé les propriétés optiques des nanostructures en fonction de leur orientation. Cette étude nous a permis d’estimer une valeur du champ électrique interne dans les nanostructures semi-polaires de 450 kV/cm seulement. La conséquence de ce faible champ électrique est une émission décalée dans l’ultraviolet (310 - 340 nm), une largeur à mi-hauteur étroite de l’ordre de 90 meV ainsi qu’une durée de vie radiative courte (330 ps). Finalement, nous démontrons pour la première fois une diode électroluminescente à base de boîtes quantiques GaN/Al0,5Ga0,5N polaires émettant dans l’UV (380 nm).