Modélisation des propriétés plasmoniques de puits quantiques fortement dopés pour la fabrication de filtre dynamique dans le moyen-infrarouge

Modelization of the optical properties of heavily doped quantum wells for the fabrication of dynamic filter in the mid-infrared

• Auteur / Autrice : Soufiane Hajji
• Direction : Thierry Taliercio
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IES - Institut d'Electronique et des Systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Composants à Nanostructures quantiques pour le Moyen InfraRouge (NANOMIR)

Mots clés

Mots clés libres

Infrarouge

Transition intersousbande

Plasmonique

Détecteur quantique

Infrared

Intersubband transition

Plasmonic

Quantum detector

Résumé

Cette thèse se déroulera entre l'IES à Montpellier et l'ONERA à Paris-Saclay. Le projet doctoral consiste à développer les outils de modélisation de puits quantique fortement dopés pour leur intégration dans des détécteurs infrarouge à superréseaux de type II. Ces puits permettront de moduler la longueur d'onde du filtre infrarouge intégré au détecteur. L'IES et l'ONERA travaillent depuis maintenant plusieurs années au développement d'applications originales dans le moyen infrarouge (MIR). Récemment, un filtre statique, de type résonance de mode guidé (GMR), fait exclusivement de semiconducteur dopé a été fabriqué et étudié. Les performances du filtre sont très bonnes malgré des imperfections de fabrication. Le projet de thèse aura plusieurs objectifs scientifiques. i) Dans un premier temps le développement des outils de modélisation des hétérostructures InAs/GaSb mettant en jeu des plasmons intersousbandes. ii) Une fois les outils de modélisation validés, il s'agira d'optimiser le design des structures adaptées pour le filtrage dynamique dans le moyen infrarouge. iii) Enfin, des premières structures seront fabriquées et testées.

This thesis will take place between IES in Montpellier and ONERA in Paris-Saclay. The doctoral project consists of developing the simulation tools to model the optical properties of the heavily doped quantum well to be integrated into a type II superlattice photodetector. The quantum well will allow to modulate the wavelength of the optical filter integrated to the photodetector. IES and ONERA collaborate for a few years to develop applications in the mid-infrared. Recently, they demonstrated the filtering in the mid-IR, using guided-mode resonance, exclusively made of heavily doped semiconductors. The thesis will have several scientific objectives. i) To develop simulation tools of InAs/GaSb heterostructures exploiting intersubband plasmons. ii) The optimization of the most adapted structure for a dynamic filter integrated directly on the photodetector. iii) Finally, the first structures will be fabricated and tested.