Croissance et nanostructures inAs sur substrats InP pour les applications lasers à 1,55 µm en télécommunications optiques
Institution:
Rennes, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
In recent years, large interest has been devoted to quantum dot and quantum wire lasers. The main motivation of these research works is the expected improvements of the 1,55 µm emitting laser performances. The work reported in this manuscript concerns InAs nanostructures grown on InP substrates by molecular beam epitaxy. Two types of lasers have been studied. They are based respectively on InAs/GaInAsP quantum dash formed on InP(100) and InAs/AlGaInAs quantum dots grown on InP(311)B substrates. After nanostructure formation studies and optimizations, quantum dashes based laser emitting at room temperature with threshold current density of 375 A/cm2 have been achieved on InP (100) substrates. On (311)B substrates, QD lasers working up to 212 K have fabricated. In this laser, a large decrease of the threshold current from 110 to 140 K is observed. Complementary experiments show that the negative T0 regime can be related to a delayed thermalisation of carriers within quantum dot ensemble.
Abstract FR:
Les nanostructures telles que les boîtes quantiques ont suscité un grand intérêt ces dernières années. L’amélioration des performances des lasers à semi-conducteur motive ces études. Cette thèse porte sur la réalisation des nanostructures InAs sur substrat InP et leur intégration dans les lasers émettant vers 1,55 µm. Dans un premier temps la formation par épitaxie par jets moléculaires de nanostructures InAs sur substrats InP(100) est étudiée. La forme des nanostructures formées en fonction des conditions de croissance est analysée. Des lasers à fils quantiques ont ensuite été fabriqués en incorporant des fils quantiques dans la zone active des lasers. Les performances des composants en termes de courant de seuil sont comparables aux meilleurs résultats reportés dans la littérature. Dans une deuxième partie, des lasers à boîtes quantiques InAs/AlGaInAs ont été élaborés sur substrats InP(311)B. Cette orientation cristalline du substrat permet la formation de boîtes quantiques en grande densité. Un comportement spécifique du courant de seuil (régime de T0 négatif) a été observé. Les mesures complémentaires indiquent que ce comportement peut être interprété en considérant une répartition progressive des porteurs dans l’ensemble des boîtes quantiques avec la température.