Photoémission de puits quantiques et de superréseaux GaAs/GaAlAs en état d'affinité électronique négative
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
We first study luminescence of Ga₁₋ₓA1ₓAs/GaAs/ Ga₁₋ₓA1ₓAs quantum wells under circularly polarized light excitation, and observe luminescence polarizations higher than in bulk GaAs. This effect is due to degeneracy lifting of the heavy and light valence bands at k = 0. Next we study photoemission of quantum wells and superlattices under negative electron affinity (NEA). We present the first experimental evidence of electron transport by tunneling from quantized states in a superlattice or a quantum well to a NEA GaAs surface: An electron, optically excited from a quantized valence state to a quantized conduction state and transported to the surface, is detected in vacuum by measuring the total photocurrent versus the light excitation energy. The curves show structures at the energies of the allowed optical transitions, in agreement with the calculated and luminescence experimental values. We then develop a model to analyze the experimental data and show that the intensity of the observed effect is in agreement with the theoretical predictions. Finally we report preliminary results on energy analysis of electrons emitted from a superlattice. This original experiment evidences the conduction band quantization into subbands in a superlattice and allows the direct measurement of the confinement energy of the first conduction subband.
Abstract FR:
Dans un premier temps nous étudions la luminescence, en lumière polarisée circulairement, dans des puits quantiques Ga₁₋ₓA1ₓAs/GaAs/ Ga₁₋ₓA1ₓAs. Nous observons des polarisations de luminescence supérieures au cas de GaAs massif. Cet effet est dû à la levée de dégénérescence des bandes de valence de trous lourds et de trous légers en k̅ = 0̅. Dans un deuxième temps, nous étudions la photoémission, par mise en état d’affinité électronique négative (AEN), de puits quantiques et de superréseaux. Nous présentons la première évidence expérimentale du transport d’électrons par effet tunnel à partir d’états quantiques dans un superréseau ou un puits quantique vers une surface en AEN : on détecte dans le vide un électron excité optiquement d’un état quantifié de valence vers un état quantifié de conduction et transportée jusqu’à la surface, en mesurant le courant total photo émis en fonction de l’énergie d’excitation. Les courbes obtenues montrent des structures, aux énergies des transitions optiques permises, calculées ou mesurées en luminescence. Puis, nous développons un modèle pour analyser les données expérimentales et nous montrons que l’intensité de l’effet observé est en accord avec les prédictions théoriques. Nous exposons enfin des résultats préliminaires d’analyse en énergie des électrons photo émis à partir d’un superréseau. Cette expérience originale permet la mise en évidence de la quantification en sous-bandes dans la bande de conduction d’un superréseau et la mesure direct de l’énergie de confinement de la 1ère sous bande de conduction.