Influence du couplage électron-phonon sur les états excitoniques dans les microsphères de semi-conducteur : application à CuCl et CdSe
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Nous étudions de manière théorique l'influence du couplage électron-phonon sur les excitons dans les microsphères de semi-conducteur. Nous décrivons les états électroniques à l'aide d'un modèle à deux bandes non dégénérées dans le cadre de l'approximation de la fonction enveloppe. L'effet du confinement quantique est décrit par l'intermédiaire d'un puits de potentiel infiniment profond, et nous considérons l'approximation adiabatique afin de rendre compte du couplage électron-phonon. Nous utilisons tout d'abord le modèle du pseudo-donneur: le trou, bien plus lourd que l'électron, est supposé fixe au centre de la sphère. Un calcul variationnel de l'énergie de l'état fondamental nous permet de montrer que l'énergie d'interaction exciton-phonon est fortement dépendante de la taille de la microsphère. Nous décrivons ensuite l'exciton en tenant compte du mouvement du trou, par l'intermédiaire d'une fonction enveloppe d'essai à cinq paramètres. Nous déterminons alors le facteur de Huang-Rhys S associé à l'exciton, qui est une mesure du couplage des porteurs de charge avec les phonons optiques et de l'extension de la densité de charge excitonique, dans des sphères de CuCl et CdSe de petite taille. Ce modèle est toutefois mal adapté au cas de composés présentant des bandes de valences dégénérées tel CdSe. Le modèle simple du pseudo-donneur nous permet d'obtenir des résultats en accord avec l'expérience