Abstract FR:

Les cinq chapitres de cette these explorent les proprietes infrarouges des boites quantiques semi-conductrices inas obtenues par epitaxie par jets moleculaires sur un substrat de gaas. Le premier chapitre, apres un rappel sur la croissance auto-assemblee et la geometrie en forme de lentille aplatie des ilots inas, presente le calcul de la structure electronique. Ce calcul repose sur la resolution tridimensionnelle de l'equation de schrodinger dans l'approximation de la masse effective et donne l'energie des niveaux discrets en bande de conduction et en bande de valence. La structure electronique est experimentalement etudiee dans le deuxieme chapitre par spectroscopie d'absorption infrarouge dans des boites dopees n et p, et par spectroscopie d'absorption infrarouge photo-induite dans des boites non dopees. L'observation de l'absorption intra-bande conduit a la construction d'un diagramme d'energie experimental detaille de la structure electronique en fonction de la taille des boites. Le troisieme chapitre demontre le ralentissement de la relaxation attendue de la nature discrete de la densite d'etats et donne, par une experience de type pompe-sonde dans l'infrarouge, les temps de relaxation intra-bande d'une transition liee-liee de trous et d'une transition liee-continuum d'electrons. Les experiences du quatrieme chapitre concernent la generation de troisieme harmonique dans l'infrarouge en resonance avec les niveaux discrets des boites. La susceptibilite non-lineaire mesuree, associee au triplement de frequence, est cinq ordres de grandeur plus elevee que celle du gaas massif. Cette valeur geante de la susceptibilite est la consequence des longs temps de coherences des porteurs. Enfin le dernier chapitre rapporte l'emission unipolaire, sous pompage optique interbande, correspondant a la relaxation radiative des porteurs entre les niveaux confines des boites ouvrant ainsi la voie a la realisation d'un laser unipolaire a boites quantiques.