Simulation du transport dans les lasers à cascade quantique
Institution:
Paris 7Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Quantum cascade lasers (QCLs) are unipolar semiconductor devices based on the electronic transitions in the conduction band of a multiple quantum wells Systems and on resonant tunnelling. They are the only coherent semiconducting sources in the mid infrared to allow ambient temperature operation. The thesis aims at calculating the current in QCLs. After a short introduction on QCLs, the thesis is divided into 3 parts. The first part details the different diffusion processes taking place in the active region and determines which are the most important processes. The second part contains a study of QCLs under strong magnetic fields (up to 45 Teslas). This allow a more precise determination of processes taking place in the active region. The last part describes the calculation of the current in the QCL, based on the diffusion determined in the first chapters.
Abstract FR:
Les lasers à cascade quantique (LCQs) sont des dispositifs semiconducteurs unipolaires dont le principe de fonctionnement est basé sur des transitions électroniques dans la bande de conduction d'un système de puits quantiques et sur l'effet tunnel résonant. Ce sont les seules sources semiconductrices cohérentes de lumière de grande efficacité pour le moyen infrarouge fonctionnant l température ambiante. Leur longueur d'onde étant indépendante de l'énergie du gap du matériau utilisé, leur gamme spectrale s'étend dans l'infrarouge de 3|im à 24 \im. La thèse -dont le but est le calcul du transport dans la région active- après une introduction sur les lasers à cascade quantique se divise en 3 parties. La première s'intéresse aux diffusions ayant lieu dans la région active et permet de déterminer quels sont les processus les plus importants. La seconde partie est une étude du comportement des LCQs sous champ magnétique, permettant d'affiner la détermination des diffusions. Enfin la dernière contient le calcul du transport, basé sur les diffusions déterminées dans les premiers chapitres.