thesis

Propriétés physiques des matériaux III - V A non stoechiométrie controlée

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Jan. 1, 1999

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Les matériaux semi-conducteurs III-V A non stoechiometrie controlée (ga 1 xas 1 + x) sont obtenus par épitaxie par jets moleculaires sur des substrats dont la température de croissance est fixée entre 200-400\c. Durant la croissance, jusqu'à 0. 5% d'as est incorporé en excès. Les conséquences de cet écart à la stochiométrie sont un temps de vie ultra court des électrons ( 1 ps) et une très grande résistivité après recuit. Nous avons d'abord étudié les defauts présents dans le matériau par les moyens classiques de caractérisation des solides (diffraction par rayon x, absorption infra rouge, microscopie électronique). La corrélation entre les informations apportées par les différentes méthodes de caractérisation, nous a permis d'identifier le défaut majoritaire dans ce matériau et de proposer un modele decrivant son incorporation et son recuit. D'autre part, nous avons etudie la dynamique de recombinaison des porteurs dans ce materiau par des experiences de photoconduction et de photoreflectance resolues en temps. Un modele permettant d'expliquer l'ensemble des propriétés de la recombinaison des porteurs a été developpé. L'intérèt de l'étude est de disposer de matériaux dont on peut maitriser le temps de vie des porteurs. Ceci permettra la fabrication et l'optimisation de commutateurs commandes optiquement travaillant à des fréquences très élevées (> 10 ghz). Enfin, nous avons étudié le confinement des défauts ponctuels de ce matériau et nous avons démontré la possibilité d'incorporer dans le même échantillon, des couches minces avec un temps de vie ajustable, à proximité immédiate de couches dont le temps de vie n'est pas modifié. Ceci a ouvert la voie à de nouveaux concepts que l'on peut regrouper sous le terme général d'ingénierie quantique du temps de vie. Des échantillons demontrant la possibilité d'un controle sélectif du temps de vie des électrons d'un puits quantique en fonction de leur niveau d'énergie dans le puits, ont été réalisés.