Dissertations / Theses on the topic 'Bande III'
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Jacopin, Gwenolé. "Nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite pour des applications optoélectroniques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00746091.
Abstract:
Depuis le début des années 2000, une vaste classe de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO peut être synthétisée avec un excellent contrôle des propriétés de dopage et de composition. La géométrie spécifique de ces nanofils permet de faire croître des hétérostructures radiales et axiales qui ont des propriétés optiques et de transport très avantageuses par rapport aux couches minces. Ces propriétés en font des candidats prometteurs pour la réalisation d'une nouvelle génération de dispositifs plus efficaces (LEDs, photodétecteurs,...). Pour cela, il est indispensable de comprendre les nouveaux effets induits par la géométrie particulière de ces nanostructures : c'est l'objet de cette thèse. Dans une première partie, je présente une étude des propriétés optiques de nanofils de semiconducteurs à grande énergie de bande interdite. J'analyse d'abord l'effet de la contrainte sur les propriétés d'émission des nanofils cœur-coquille GaN/AlGaN. En particulier, je mets en évidence le croisement des bandes de valence et son influence sur les propriétés optiques des nanofils. Ensuite, je me focalise sur l'effet du confinement quantique et les propriétés de polarisation dans les nanofils hétérostructurés de nitrures d'éléments III. Dans une seconde partie, je m'intéresse à la réalisation et à la caractérisation de dispositifs à base de nanofils de nitrures d'éléments III et de ZnO. J'expose tout d'abord la modélisation et l'étude expérimentale de photodétecteurs à ensemble de nanofils en mettant en avant l'influence des états de surface sur leur réponse. Je m'intéresse ensuite aux propriétés de transport dans des nanofils uniques de nitrures d'éléments III hétérostructurés. Je montre, en particulier, que ces hétérostructures sont le siège d'une résistance différentielle négative. Enfin, je présente la réalisation et la caractérisation de photodétecteurs et de LEDs utilisant des nanofils uniques InGaN/GaN cœur-coquille. Un modèle électrique équivalent permet de rendre compte du comportement observé.
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Armougom, Julie. "Nouvelles sources optiques pour la détection d’espèces chimiques dans la bande III." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT077/document.
Abstract:
La spectrométrie laser d'absorption différentielle est une technique bien connue pour la détection à distance d'espèces chimiques dans l'atmosphère. À ce titre, la bande III qui s'étend entre 8 et 12 µm est une région particulièrement intéressante, car les bandes d'absorption de nombreuses espèces chimiques y sont intenses et se recouvrent peu entre elles. Afin de détecter ces espèces à distance dans la bande III, il est nécessaire de disposer de sources dont le rayonnement est fin spectralement, largement accordable, et énergétique. Les sources basées sur l'optique non linéaire du second ordre constituent la seule technologie capable de répondre à ces besoins. Dans ce travail de thèse, nous présenterons des résultats expérimentaux portant sur deux architectures de sources paramétriques permettant d'émettre un rayonnement dans la bande III adapté à la spectrométrie différentielle en configuration lidar. La première architecture consiste à émettre un faisceau directement dans la bande III grâce au pompage de cristaux non linéaire par des sources laser à 2 µm. La seconde architecture, consiste à amplifier les ondes signal et complémentaire issues d'un OPO à 2 µm, avant de les convertir dans la bande III par différence de fréquences. Ces sources sont basées sur l'association de technologies émergentes et sont susceptibles d'offrir des solutions viables au manque de sources émettant dans la bande IIILaser spectrometry by differential absorption is a well-known technique for standoff detection of chemical species in the atmosphere. The longwave infrared region (LWIR), ranging from 8 to 12 µm is particularly interesting because the absorption bands of many chemical species are intense and non-overlapping. In order to detect those species in the LWIR, there is a need for sources that are spectrally narrow, widely tunable, and delivers high energies. The sources based on second order nonlinear optics are the only technology able to meet those requirements. In this work, we will present the experimental results on two parametric architectures that allows emission in the LWIR for lidar measurements. The first one consists in emitting a beam directly in the LWIR by pumping nonlinear crystals with 2 µm pump lasers. The second architecture consists in amplifying the signal and idler beams coming from a 2 µm OPO, before converting them into the LWIR by difference frequency generation. Those sources are based on the association of new technologies and have the potential to offer a viable solution to a lack of sources emitting in the LWIR
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Ridaoui, Mohamed. "Fabrication et caractérisation de MOSFET III-V à faible bande interdite et canal ultra mince." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11118.
Abstract:
Les MOSFETs ultra-thin body UTB ont été fabriqués avec une technologie auto-alignée. Le canal conducteur est constitué d’InGaAs à 75% de taux d’indium ou d’un composite InAs/In0,53Ga0,47As. Une fine couche d'InP (3 nm) a été insérée entre le canal et l'oxyde, afin d’éloigner les défauts de l’interface oxyde-semiconducteur du canal. Enfin, une épaisseur de 4 nm d'oxyde de grille (Al2O3) a été déposée par la technique de dépôt des couches atomiques. Les contacts ohmiques impactent les performances des MOSFETs. La technologie UTB permet difficilement d’obtenir des contacts S/D de faibles résistances. De plus, l’utilisation de la technique d’implantation ionique pour les architectures UTB est incompatible avec le faible budget thermique des matériaux III-V et ne permet pas d’obtenir des contacts ohmiques de bonne qualité. Par conséquent, nous avons développé une technologie auto-alignée, basée sur la diffusion du Nickel « silicide-like » par capillarité à basse température de recuit (250°C) pour la définition des contacts de S/D. Finalement, nous avons étudié et analysé la résistance de l'alliage entre le Nickel et les III-V. A partir de cette technologie, des MOSFET In0,75Ga0,25As et InAs/In0,53Ga0,47As ont été fabriqués. On constate peu de différences sur les performances électriques de ces deux composants. Pour le MOSFET InAs/InGaAs ayant une longueur de grille LG =150 nm, un courant maximal de drain ID=730 mA/mm, et une transconductance extrinsèque maximale GM, MAX = 500 mS/mm ont été obtenu. Le dispositif fabriqué présente une fréquence de coupure fT égale à 100 GHz, et une fréquence d'oscillation maximale fmax de 60 GHz, pour la tension drain-source de 0,7 V.Abstract : Silicon-based devices dominate the semiconductor industry because of the low cost of this material, its technology availability and maturity. However, silicon has physical limitations, in terms of mobility and saturation velocity of the carriers, which limit its use in the high frequency applications and low supply voltage i.e. power consumption, in CMOS technology. Therefore, III-V materials like InGaAs and InAs are good candidates because of the excellent electron mobility of bulk materials (from 5000 to 40.000 cm2 /V.s) and the high electron saturation velocity. We have fabricated ultra-thin body (UTB) InAs/InGaAs MOSFET with gate length of 150 nm. The frequency response and ON-current of the presented MOSFETs is measured and found to have comparable performances to the existing state of the art MOSFETs as reported by the other research groups. The UTB MOSFETs were fabricated by self-aligned method. Two thin body conduction channels were explored, In0,75Ga0,25As and a composite InAs/In0,53Ga0,47As. A thin upper barrier layer consisting of InP (3nm) is inserted between the channel and the oxide layers to realized a buried channel. Finally, the Al2O3 (4 nm) was deposited by the atomic layer deposition (ALD) technique. It is well known that the source and drain (S/D) contact resistances of InAs MOSFETs influence the devices performances. Therefore, in our ultra-thin body (UTB) InAs MOSFETs design, we have engineered the contacts to achieve good ohmic contact resistances. Indeed, for this UTB architecture the use of ion implantation technique is incompatible with a low thermal budget and cannot allow to obtain low resistive contacts. To overcome this limitation, an adapted technological approach to define ohmic contacts is presented. To that end, we chose low thermal budget (250°C) silicide-like technology based on Nickel metal. Finally, we have studied and analyzed the resistance of the alloy between Nickel and III-V (Rsheet). MOSFET with two different epilayer structures (In0,75Ga0,25As and a composite InAs/In0,53Ga0,47As) were fabricated with a gate length (LG) of 150 nm. There were few difference of electrical performance of these two devices. We obtained a maximum drain current (ION) of 730 mA/mm, and the extrinsic transconductance (GM, MAX) showed a peak value of 500 mS/mm. The devices exhibited a current gain cutoff frequency fT of 100 GHz and maximum oscillation frequency fmax of 60 GHz for drain to source voltage (VDS) of 0.7 V.
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Demangeot, Francois. "Spectrometrie raman des excitations elementaires et de leur couplage dans les nitrures d'elements iii a large bande interdite." Toulouse 3, 1998. http://www.theses.fr/1998TOU30256.
Abstract:
Les progres recents dans la croissance des semiconducteurs nitrures ont relance l'interet de ces materiaux, en vue notamment d'applications opto-electroniques. L'etude de gan et de ses composes (ga, al)n et (ga, in)n, presentee dans ce travail, a ete menee pour l'essentiel par spectrometrie raman. Les deux caracteristiques essentielles de gan et de ses solutions solides, qui les distinguent des semiconducteurs iii-v plus conventionnels, sont l'anisotropie et l'ionicite ; nous les analysons a travers leur influence sur les proprietes electroniques et vibratoires. Nous avons identifie les phonons de centre de zone ($$q = $$o) et de bord de zone de gan. Les effets concurrents des forces anisotropes a courte portee et coulombiennes a longue portee, ont ete examines a travers la dispersion angulaire des phonons polaires de centre de zone. L'investigation des effets de contrainte dans gan epitaxie, menee conjointement par spectroscopie d'excitons et par spectrometrie raman, a permis la determination des potentiels de deformation des phonons e#2 et a#1(lo). Les modes couples phonon lo - plasmon observes dans les spectres raman de gan dope ont ete modelises dans une approche dielectrique, afin d'obtenir des informations quantitatives sur le dopage non intentionnel et d'interpreter les differences entre les spectres raman de couches de gan dopees intentionnellement n et p. Nous avons determine experimentalement l'evolution des phonons dans l'alliage (ga, al)n dans tout le domaine de composition. Le couplage entre phonons lo, via le champ electrique, a ete mis en evidence par une modelisation dielectrique. Enfin, la forte diffusion raman multi-phonon a#1(lo) a ete analysee dans une serie de couches de ga#1#-#xal#xn, excitees dans l'uv lointain, a energie fixe. L'intensite et la frequence du phonon a#1(lo) ont ete etudiees en fonction de la teneur en aluminium. Grace a l'effet d'alliage, l'etude de la resonance du mode a#1(lo) a pu etre etendue au domaine d'energie situe en deca du domaine d'absorption.
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Thenot, Isabelle. "Réalisation d'un oscillateur paramétrique optique émettant directement dans la bande III de l'infrarouge avec un pompage à 1,064 micron." Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112242.
Abstract:
Différents domaines de technologies sont actuellement en attente de sources nanosecondes cohérentes accordables couvrant le domaine spectral de 8 à 12mM. Les diverses solutions généralement proposées nécessitent deux étapes successives de conversion de fréquences à partir d'un laser à fréquence fixe avec comme conséquence une complexité dans le contrôle des performances du système. Ce travail de thèse a pour objectif de réaliser une telle source en une seule étape non linéaire. Après une synthèse de l'état de l'art et une analyse des cristaux non linéaires permettant cette approche, nous avons réaliser un oscillateur paramétrique optique (OPO) simplement résonant sur l'onde signal, basé sur le cristal de thiogallate d'argent (AgGaS2), pompé en accord de phase critique en angle de type II à la longueur d'onde de 1,064mM par un laser Nd:YAG déclenché à la cadence 10Hz. Cet OPO émet des impulsions nanosecondes aux longueurs d'ondes comprises entre 7,5 et 9,3mM. Le rendement photonique maximal de conversion est proche de 10%. Afin de compléter l'étude des cristaux non linéaires pour l'infrarouge, un banc de génération de seconde harmonique a été réalisé pour caractériser les propriétés non linéaires du cristal de thioindate de lithium (LiInS2). La valeur du coefficient d24 (ou d15) du cristal de LiInS2 déduite de nos mesures est de l'ordre de 7,5pm/V, soit environ 1/√3 fois la valeur du coefficient d14 (ou d36) du cristal AgGaS2Different technological areas are currently waiting for coherent tunable nanosecond sources over spectral range 8 till 12mM. Solutions usually proposed necessitate two frequency conversion steps from a fixed-frequency laser, leading to complex performance monitoring of the system. This thesis aims to achieve such a source in only one non-linear step. An analysis of the non-linear crystal allowing this approach, we built a simply resonant optical parametric oscillator (OPO), based upon silver gallium sulfide (AgGaS2), and pumping in critical type II phase matching at 1. 064mM wavelength by a10HZ Q-switched Nd:YAG laser. This OPO generates nanosecond pulses on wavelengths between 7. 5 and 9. 3mM. The maximum photonic conversion output is close to 10%. In order to complete the study of infrared dedicated non-linear crystals, a second harmonic generation device has been made for studying non-linear features of lithium thioindate (LiInS2). The value of non-linear coefficient d24 (or d35) of LiInS2 crystal deducted from our measures is about 7. 5pm/V, namely about 1/√3 times the value of coefficient d14 (or d36) of AgGaS2 crystal
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Galibert, Jean. "Transport quantique dans des semiconducteurs de type iii-v : effet shubnikov-de haas dans l'antimoniure de gallium, effet magnetophonon dans l'antimoniure d'indium." Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30286.
Abstract:
Determination des potentiels de deformation de la bande de conduction de gasb. Effets de contraintes selon 111 , en bon accord avec des resultats anterieurs, et selon 100, en desaccord avec la theorie. Determination du facteur de lande de gasb a partir des oscillations shubnikov-de haas dans la bande l, resolues en spin. Interpretation. Etude des surstructures qui apparaissent sur les spectres de resonance magnetophonon de insb. La definition des pics a permis de lever des ambiguites
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Levenson, Juan Ariel. "Étude des non-linéarités optiques dynamiques dans les semiconducteurs III-V." Paris 11, 1988. http://www.theses.fr/1988PA112300.
Abstract:
Nous avons étudié les interactions entre porteurs dans des multi-puits quantiques de GaAs/GaA1As sous fane excitation optique. Un dispositif expérimental comprenant deux sources infrarouges d'impulsions brèves (10 ps), intenses (100 MW/cm2) et indépendamment accordables en longueur d'onde, a été utilisé à cet effet. Des méthodes expérimentales de spectroscopie non-linéaire, nous ont permis d'isoler les non-linéarités optiques dues aux effets à N-corps (écrancage de l'interaction coulombienne et renormalisation des mini-bandes), de celles dont l'origine est due à l'encombrement de l'espace de phases des porteurs. Les non-linéarités optiques dues à l'occupation des états à une particule se sont avérées très intenses comparées aux effets à N-corps. L'écrantage de l'interaction coulombienne à quasi-deux dimensions a été trouvé plus faible que celui du massif. Des mesures de la renormalisation des mini-bandes élevées (obtenues en absorption) comparées aux mesures de la renormalisation du plasma (obtenues en luminescence) nous ont permis d'établir les limites de l 'approximation du déplacement rigide, communément employée pour décrire la renormalisation de la bande interdite. La dynamique de relaxation inter-bande des porteurs a pu être résolue : nous avons mis en évidence un temps caractéristique de ce processus de l'ordre de 20 psWe have investigated the carrier interactions in highly photoexcited GaAs/GaAlAs. Multiple-Quantum Wells at law-temperatures. The experimental setup consists of two optical parametric generators independently tunable throughout the infrared, giving 10 ps long pulses with peak intensity of 100 MW/cm2. By using the experimental techniques of nonlinear spectroscopy, we are able to isolate the optical nonlinearities due to many-body effects (the screening of the coulomb interaction and the renormalization of the sub-bands), from those that originate from the filling of the phase-space of the carriers. The contribution of phase-space filling to the optical nonlinearity is shown to be greater than that of many-body effects. Our results also indicate that Coulombic screening is weaker in the quasi-2D systems than in bulk materials. The magnitude of the renormalization of the higher-energy sub-bands, obtained through non-linear absorption techniques, is smaller by one order of magnitude when compared with the plasma renormalization observed in luminescence experiments. This results underlines the shortcommings of the usual approximation for the Band-Gap Renormalization as a rigid shift of the whole band structure when states far above the Fermi level are under consideration. The dynamics of the inter-subband relaxation was resolved in our experiments and the characteristic rime for this process was found to be of the order of 20 ps
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Desières, Yohan. "Conception et études optiques de composants micro-photoniques sur matériaux III-V à base de structures à bande interdite de photon." Lyon, INSA, 2001. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2001ISAL0081/these.pdf.
Abstract:
Ce travail de thèse porte principalement sur l'étude de nouveaux guides optiques, réalisés à partir de structures dont l'indice est fortement modulé et sur des dimensions de l'ordre de la longueur d'onde : les cristaux photoniques. Ces micro-guides peuvent notamment permettre de contrôler latéralement la propagation de la lumière dans un guide plan semi-conducteur classique sur des échelles de l'ordre de la longueur d'onde, à la différence des technologies actuelles qui ne réalisent cette fonction qu'à l'échelle du millimètre. Ces micro-guides représentent de ce point de vue une porte d'entrée vers une intégration des composants optiques similaire à celle qu'ont subit les composants électroniques depuis 50 ans. Une première partie de ce travail repose sur la modélisation de ces structures à partir d'une méthode de résolution des équations de Maxwell aux différences finies dans le domaine temporel, notamment pour le calcul des courbes de dispersion. Une seconde partie du travail a consisté à la réalisation d'un banc de caractérisation de ces micro-composants aux longueurs d'ondes des télécommunications optiques. Ce banc permet un couplage efficace de lumière via la génération d'une luminescence au sein du composant. Des réseaux de découplage ont également été introduits sur les structures d'études pour pouvoir collecter la lumière transmise le long de ces guides. Ce banc a mis clairement en évidence ce nouveau type de guidage et des mesures spectrales ont permis une meilleure compréhension des processus de guidage particuliers à ces composants. Une troisième partie de ce travail repose sur une étude expérimentale et numérique des pertes de propagation de ces guides, qui restent élevées pour des applications pratiques. La dernière partie de ce travail consiste en l'association de ces guides avec des micro-cavités résonnantes, dans l'objectif de réaliser des fonctions compactes de filtrage en fréquencesThe thesis focus on a new type of waveguides that are able to guide light at the wavelength scale thanks to the index periodicity of their cladding. These waveguides are called photonic crystal waveguide and can lead to strong scale reductions of usual photonic crystal waveguide and can lead to strong scale reductions of usual photonic circuits. The FDTD method is developed to design and explore the properties of this waveguides. Experimental demonstration of waveguiding is obtained using a guided luminescence technique and diffraction gratings. A better understanding of the propagation characteristics comes from the comparison between experimental datas and FDTD results. Propagation losses of are found to be quite high (around 10-20dB/100 micrometer). Their origins are however clarified, leading to some solutions for loss-reduced waveguides. Finally, the coupling between a photonic crystal waveguide and a photonic crystal microcavity is investigated for compact wavelength filtering
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Desières, Yohan Benyattou Taha. "Conception et études optiques de composants micro-photoniques sur matériaux III-V à base de structures à bande interdite de photon." Villeurbanne : Doc'INSA, 2004. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=desieres.
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Beeler, Mark. "Ingénierie quantique de nanostructures à base de semi-conducteurs III-nitrures pour l'optoélectronique infrarouge." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY044/document.
Abstract:
Ces dix dernières années ont vu l'essor des nanostructures GaN/Al(Ga)N en raison de leur potentiel pour le développement de technologies intersousbandes (ISB) en optoélectronique, et ce dans le spectre infrarouge complet. Ces technologies sont basées sur des transitions électroniques entre des états confinés de la bande de conduction de nanostructures, telles que les puits quantiques, les boîtes quantiques et les nanofils. Les composés III-nitrures sont prometteurs en particulier pour les domaines de la télécommunication ultra-rapide et de l'optoélectronique infrarouge rapide dans la bande 3-5 µm pour deux raisons : un large offset de bande et des temps de vie ISB inférieurs à la picoseconde. De plus, la grande énergie du phonon longitudinal optique du GaN permet d'envisager la réalisation de lasers à cascade quantique THz fonctionnant à température ambiante et de systèmes optoélectroniques ISB fonctionnant dans la bande 5-10 THz, interdite pour le GaAs. Récemment, plusieurs technologies optoélectroniques ISB basées sur le GaN ont été développées, comprenant des photodétecteurs, des switchs, et des modulateurs électro-optiques. Cependant, plusieurs défis restent à relever, en particulier concernant l'extension vers les grandes longueurs d'ondes et l'amélioration des performances des appareils pompés électriquement. Une des difficultés principales opposées à l'extension des technologies GaN ISB vers le lointain infrarouge résulte de la présence d'un champ électrique interne, qui ajoute un confinement supplémentaire, augmentant ainsi la distance énergétique entre les niveaux électroniques dans les puits quantiques. Pour pallier à ce problème, on propose une structure de puits quantique alternative, dont les multiples couches créent un potentiel pseudo-carré. On discute la robustesse de ce design quant aux variations causées par les incertitudes de croissance, et la possibilité de l'intégrer dans des structures nécessitant un transport électronique par effet tunnel résonnant. On décrit également les structures fabriquées par épitaxie par jets moléculaires et présentant de l'absorption de lumière polarisée TM dans la gamme THz. Enfin on propose un design de laser à cascade quantique basé sur ces puits quantiques pseudo-carrés. L'utilisation d'orientations non-polaires est une autre façon possible d'obtenir des potentiels carrés. Dans ce manuscrit, on compare des structures de multi puits quantiques GaN/Al(Ga)N dont les croissances ont été réalisées sur des substrats massifs de GaN orientés a et m. On montre que les meilleurs résultats en termes de propriétés structurales et optiques (interbandes et ISB) sont obtenues pour les structures plan m. On démontre des absorptions ISB à température ambiante dans la fenêtre 1.5-5.8 µm, dont la limite haute est imposée par la seconde harmonique de la bande de Reststrahlen du GaN. Le contrôle de la relaxation des porteurs dans les technologies ISB prend d'autant plus d'importance pour l'ingénierie de ces structures qu'on en augmente les efficacités. L'existence de temps de vie ISB plus longs dans les systèmes confinés latéralement a été démontrée, motivant ainsi les recherches pour intégrer les nanofils en tant qu'élément actif dans les technologies ISB. De plus, le grand rapport de la surface au volume pour les nanofils permet la relaxation élastique des tensions dues aux différences de paramètres de mailles. Cette relaxation augmente la taille de la région active efficace et améliore sa composition, dépassant les limites des systèmes planaires ou des boîtes quantiques. Dans ce manuscrit, on décrit l'observation expérimentale d'absorption de lumière infrarouge polarisée TM attribuée à la transition intrabande s-pz dans des nanodisques GaN/AlN dopés avec du Ge et insérés dans des nanofils de GaN. On compare les résultats obtenus avec les calculs théoriques, qui prennent en compte la distribution en trois dimensions de la tension, les charges de surface et les effets des corps multiplesGaN/Al(Ga)N nanostructures have emerged during the last decade as promising materials for new intersubband (ISB) optoelectronics devices, with the potential to cover the whole infrared (IR) spectrum. These technologies rely on electron transitions between quantum-confined states in the conduction band of nanostructures –quantum wells (QWs), quantum dots (QDs), nanowires (NWs). The large conduction band offset between III-N compounds, and their sub-ps ISB recovery times make them appealing for ultrafast telecommunication devices and for fast IR optoelectronics in the 3-5 µm band. Furthermore, the large energy of GaN LO phonon (92 meV) opens prospects for room-temperature THz quantum cascade lasers and ISB devices covering the 5-10 THz band, inaccessible to GaAs. A variety of GaN-based ISB optoelectronic devices have recently been demonstrated, including photodetectors, switches and electro-optical modulators. However, a number of issues remain open, particularly concerning the extension towards longer wavelengths and the improvement of electrically pumped devices performance. One of the main challenges to extend the GaN-ISB technology towards the far-IR comes from the polarization-induced internal electric field, which imposes an additional confinement that increases the energetic distance between the electronic levels in the QWs. In order to surmount this constraint, I propose alternative multi-layer QW designs that create a pseudo-square potential profile. The robustness of the designs in terms of variations due to growth uncertainties, and the feasibility of their integration in devices architectures requiring resonant tunneling transport are discussed. Experimental realizations by molecular-beam epitaxy displaying TM-polarized THz absorption are presented. A quantum cascade laser design incorporating pseudo-square QWs is introduced. An alternative approach to obtain square potential profiles is the use of nonpolar orientations. In this thesis, I compare GaN/Al(Ga)N multi-quantum wells grown on a and m nonpolar bulk GaN showing that the best results in terms of structural and optical (interband and ISB) performance are obtained for m-plane structures. Room-temperature ISB absorption in the range of 1.5–5.8 µm is demonstrated, the longer wavelength limit being established by the second order of the Reststrahlen band in GaN. As ISB devices are pushed towards higher efficiencies, the control of carrier relaxation becomes a key aspect for device engineering. Longer intraband lifetimes have been proven to exist in laterally confined systems, which motivates studies to incorporate NWs as active elements in ISB devices. Furthermore, the large NW surface-to-volume ratio allows misfit strain to be elastically released, extending the viable active region size and composition beyond the limits of planar systems or QDs. In this thesis, I report the experimental observation of TM-polarized IR absorption assigned to the s-pz intraband transition in Ge-doped GaN/AlN nanodisks inserted in self-assembled GaN NWs. Results are compared with theoretical calculations accounting for the 3D strain distribution, surface charges and many-body effects.STAR
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Guériaux, Vincent. "Contribution à l'étude expérimentale et théorique des photodétecteurs infrarouge à multipuits quantiques couvrant la bande spectrale 3 – 20 µm." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00547679.
Abstract:
Les photodétecteurs infrarouge à multipuits quantiques (QWIP : Quantum Well Infrared Photodetector) sont des composants pluridisciplinaires : science des matériaux nécessaire à l'épitaxie, transport électronique dans ces couches semi-conductrices, modélisation électromagnétique du couplage optique, contrôle des process de salle blanche. Il est impératif de maîtriser chacune de ces composantes afin d'exploiter cette technologie pour des applications d'imagerie infrarouge. L'objectif de cette thèse est de permettre l'élargissement de la gamme spectrale accessible aux QWIPs. Pour ce faire, nous avons étudié les points communs et les spécificités de la physique de ce composant entre 3 et 20 µm. En particulier, nous avons traité de cette problématique dans les domaines que sont le transport électronique et l'aspect matériau. Après une introduction générale sur l'imagerie infrarouge et sur le composant QWIP, nous présentons les résultats d'une étude structurale et chimique des hétérostructures AlGaAs / InGaAs. Ces alliages constituent le cœur du détecteur, c'est pourquoi l'extension des longueurs d'onde de détection passe en premier lieu par le contrôle et donc la connaissance, de ces matériaux. La suite de ce travail de thèse est consacrée à l'étude des différents régimes de transport électronique dans les QWIPs : régime tunnel séquentiel résonant, régime de fort champ, régime thermoïonique et régime optique. Bien que les différents modes de transport soient observables sur l'ensemble des échantillons, certains d'entre eux ne sont dominants que pour quelques applications spécifiques. Enfin, nous montrons que la maîtrise des différentes étapes de conception et de fabrication nous permet d'optimiser les QWIPs dans la bande 3-5 µm pour des besoins de détection terrestre et de réaliser des QWIPs large bande dans la gamme 10-20 µm pour des applications spatiales.
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Marzin, Jean-Yves. "Effets des deformations sur les proprietes optiques des super-reseaux contraints a base de semi-conducteurs iii-v." Paris 7, 1987. http://www.theses.fr/1987PA077132.
Abstract:
Etude, par photoluminescence, spectrometrie d'excitation et absorption optique, de plusieurs systemes contraints et en particulier du systeme in::(0,15)ga::(0,85)as/gaas sur gaas; modifications de la structure de bande dues aux contraintes natives. Identification des transitions optiques; bon accord avec un modele de fonctions enveloppes incluant les effets des contraintes. Estimation des discontinuite de bandes; configuration des bandes de valence. Etude de systemes fortement contraintes sur l'exemple de inas/gaas; transitions associees a la presence de monocouche(s) de inas dans une matrice gaas; effets lies a la segregation de in en surface et au passage d'un mode de croissance 2d a un mode 3d
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Gureghian, Clément. "Étude et réalisation de photodétecteurs nanostructurés pour l'infrarouge." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2024. http://www.theses.fr/2024UPASP029.
Abstract:
Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s'inscrivent dans les efforts de veille technologique menés à l'ONERA sur l'amélioration des performances des photodétecteurs infrarouges. Depuis ses débuts, la filière super-réseau a vu sa maturité technologique évoluer passant du statut de filière à l'étude dans les laboratoires de recherche à celui de filière technologiquement mature remportant des contrats industriels. Ses avantages en termes d'opérabilité pour les détecteurs matriciels, son absorption décente menant à des bons rendements et son courant d'obscurité relativement faible lui ont permis de faire concurrence aux autres technologies en place. Cependant malgré ses promesses initiales de limitations inférieures dues au matériau, elle reste généralement moins performante dans le LWIR que sa concurrente principale, la filière HgCdTe, pour le courant d'obscurité et le rendement quantique externe. Or, le courant d'obscurité est l'un des enjeux majeurs de la photodétection infrarouge puisqu'il impose un refroidissement à des températures cryogéniques du détecteur. Ces détecteurs nécessitent donc l'utilisation de machine à froid d'autant plus volumineuses, lourdes et consommatrices d'énergie que la température de fonctionnement à atteindre est basse. Plusieurs solutions technologiques sont donc à l'étude pour l'abaissement du courant d'obscurité permettant ainsi l'augmentation des températures de fonctionnement à performances égales. La réduction de l'épaisseur du détecteur (traditionnellement de plusieurs micromètres) est l'une de ces solutions. La chute d'absorption qui en est la conséquence peut être compensée par l'intégration de celui-ci dans une structure piégeant la lumière aux longueur d'ondes de détection. Conventionnellement réalisées en métal, le dépôt de ces structures complexifie la fabrication de tels détecteurs. Cependant, de telles structures peuvent aussi être réalisées en semiconducteurs fortement dopés, offrant une meilleure flexibilité et une meilleure compatibilité avec les technologies de croissance des détecteurs. Dans ce manuscrit, nous présentons la conception et la caractérisation de trois structures résonantes en tout semiconducteur intégrants un détecteur : l'une reposant sur une cavité Fabry-Perot intégrant un détecteur de 550 nm; deux structures multirésonantes l'une fine de 300 nm, l'autre de 1,6 μm, intégrant le détecteur entre un réseau supérieur et un miroir arrière. La structure Fabry-Perot (C2032-FP) a pu être caractérisée optiquement comme électro-optiquement aux côtés d'un échantillon de référence (C2000-REF) proposant le même détecteur sans cavité résonante. Les mesures optiques ont permis de montrer l'apparition de la résonance. Les caractérisations électro-optiques ont révélé une évolution du courant d'obscurité avec la température avantageuse comparée à la littérature ainsi qu'un gain d'au moins un facteur deux en rendement quantique externe par rapport à la structure de référence. Ceci est cohérent avec la valeur trouvée dans la littérature pour une structure de ce type résonant à 10 µm (facteur 2,7). Les deux structures multirésonantes ont été caractérisées optiquement. Ces mesures ont mis en évidence que la dépendance de la gravure à la direction cristalline ainsi que la présence résiduelle d'un fond de gravure pouvaient fortement influencer le spectre d'absorption final des structures. Elles ont cependant prouvé que l'utilisation de telles structures peut mener à la réalisation de structure à large bande d'absorption, polarisante ou non. Enfin une étude théorique a été menée afin d'évaluer la faisabilité de structures accordables, intégrants des puits quantiques en plus du détecteur et reposant sur l'effet Stark. Ces efforts de simulation nous ont permis de proposer deux structures, l'une reposant sur une résonance de mode guidé, l'autre plasmonique, qui pourraient permettre un accord spectral électrique du détecteurThe research work presented in this manuscript is part of the technological monitoring efforts led at the ONERA on the increase of performances of infrared photodetectors. Technological readiness of Super-lattice based detectors has evolved from lab-only research topic to mature technology capable of being awarded contracts. Its operability for focal plan array detectors, its high absorption leading to good quantum efficiencies and its low dark current are a few of the advantages that make this technology a good competitor to the other technologies available for infrared detection. However, contrary to its theoretical material superiority this technology generally stays behind MCT based detectors in terms dark current and external quantum efficiencies. Dark current is one of the key challenges for infrared photodetection since it limits the use of the device to cryogenic temperatures. Such device therefore requires the use of a cryocooler. This goes against the size weight and power requirements and these tend to be bigger heavier and to consume more energy, the lower the temperature required for the detector is. Different solutions are currently in study in order to reduce the dark current of detectors and increase their operating temperature for the same performances. To reduce the thickness of the detector, which is generally of several microns, is such solution. The consequent absorption decrease can be mitigated by the use of resonant structures in which the detector is integrated. Such light-trapping structures are often made out of metal and increase the complexity of the manufacturing process. However, these structures can be made out of heavily doped semiconductor that are more compatible with the epitaxy of the detectors. In this manuscript, we present the design and characterization of three all-semiconductor devices including a detector: one including a 550 nanometer-thick detector in a Fabry-Perot resonator and two multiresonant structures, one based respectively on a 300 nanometer-thick detector, the second one based on a 1.6 micron-thick detector, in which the detector is placed between a grating and a mirror. The Fabry-Perot sample (C2032-FP) has been characterized both optically and electro-optically. Its results are compared to those of a reference sample (C2000-REF) including the same detector without resonant cavity. Optical characterization showed the resonance. Electro-optical characterization showed an advantageous evolution of dark current with respect to temperature compared to literature. It also showed a twofold increase of the external quantum efficiency at the resonance compared to the reference structure, coherent with the 2.7 factor increase available in the literature for Fabry-Perot resonator. Optical characterization of the multiresonant structures showed the dependence of the etching process to the crystalline direction and that the insufficient etching was detrimental to the final absorption spectra. It proved the suitability of such structure for wide band absorption either polarization sensitive or not. Finally, we proposed theoretical study of quantum well-based structures to achieve electrical tunability of the reflected or transmitted spectrum through quantum confined Stark effect. These simulations led us to propose two structures: one based on guided mode resonance and the other based on plasmonic resonance. Design of a device allowing tenability of the detector could be based on these structures
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Gleize, Jérôme. "Dynamique de réseau de nanostructures à base de nitrures d'éléments III à grande bande interdite : effets de l'anisotropie de la structure wurtzite." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30100.
Abstract:
Les nitrures d'éléments III (GaN, AIN, InN et leurs alliages) sont à la base de dispositifs optolélectriques fonctionnant dans une gamme d'énergies s'étendant du visible au proche ultra-violet. Ces composés ioniques cristalisent dans la structure wurtzite, qui leur confère une anisotropie structurelle, ainsi que des propriétés de piézoélectricité. Ce dernier point revêt une importance particulière dans les nanostructures contraintes (puits quantiques et super-réseaux, boîtes quantiques) à base de nitrures, qui sont le siège de champs électriques intenses. L'influence de ces champs sur l'état d'équilibre de super-réseaux GaN/AIN contraints a été étudié dans le cadre d'un formalisme macroscopique phénoménologique, adaptant la théorie linéaire de l'élasticité aux cristaux piézoélectriques. L'anisotropie des nitrures se manifeste, quant à elle, dans la dynamique de réseau des hétérostructures à base de GaN, AIN et AIGaN, donnant naissance à des modes de vibration sans équivalents dans les structures à base de composés III-V de structure cubique. Ces effets nouveaux ont été étudiés à l'aide d'un modèle de continuum diélectrique, qui nous a permis de déterminer les relations de dispersion des modes optiques polaires dans des structures à puits quantiques et des super-réseaux de type GaN/AIGaN. La mesure des potentiels de déformation des phonons de l'AIN hexagonal a par ailleurs permis de confronter ces résultats théoriques avec nos mesures expérimentales. L'étude par spectroscopie Raman d'un super-réseau GaN/AIN contraint a ainsi débouché sur la première mesure de la dispersion angulaire des phonons optiques polaires dans un tel système. Cette technique a en outre été appliquée à des systèmes constitués de boîtes quantiques de GaN, dont l'état de contrainte a pu être signé dans des mesures non résonnantes, et en conditions de résonnance.
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Mouton, Olivier. "Modèle de structure de bande et transport électronique en champ fort dans les semiconducteurs III-V : application aux matériaux GaAs et InP." Lille 1, 1996. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1996/50376-1996-176.pdf.
Abstract:
Ce travail presente une etude theorique du transport electronique en champ fort dans les materiaux trois-cinq, a l'aide d'un modele original de la structure de bande. Le modele des vallees etendues rend compte de la structure de bande reelle avec suffisamment de precision, tout en ne necessitant pas un important volume de calcul. Dans le premier chapitre apres avoir rappele les aspects theoriques fondamentaux du transport electronique, nous presentons les principaux modeles de structure de bande. Puis nous rappelons sommairement les principaux mecanismes d'interactions dans le materiau massif. L'ionisation par choc, phenomene important en champ fort, est particulierement decrite. Le deuxieme chapitre est consacre au developpement du modele des vallees etendues. Le modele prend aussi bien en compte la premiere bande de conduction que la seconde bande. Il decrit correctement la structure de bande dans les directions principales et au voisinage des principaux minima et maxima d'energie. La densite d'etats qui en decoule permet d'en deduire des probabilites d'interaction realistes sur toute la gamme d'energie. Le modele des vallees etendues est ensuite mis en uvre dans la methode monte-carlo afin de proceder a la simulation du transport electronique. Le troisieme chapitre etudie le transport dans les materiaux gaas et inp, ce qui permet de presenter des grandeurs importantes comme l'energie moyenne, la vitesse de derive stationnaire, le libre parcours moyen, et le coefficient d'ionisation par choc. L'ionisation par choc est detaillee, et le role de la deuxieme bande conduction dans ce phenomene est verifie.
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Oszustowicz, Jean-Luc. "Mise au point de technologies adaptées à la réalisation de circuits intégrés monolithiques III-V : application à un circulateur actif en bande X." Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10112.
Abstract:
Des capteurs utilisant l'effet Doppler dans le domaine des micro-ondes permettent la mesure de vitesse et de distance des véhicules terrestres. Néanmoins, la miniaturisation de ces capteurs et leur production en grande série restent un problème majeur. Pour ces raisons, une des orientations actuelles des recherches appliquées dans ce domaine est l'intégration monolithique de ces capteurs de mesures. Ces capteurs utilisent un circulateur associe à d'autres circuits bien connus tels que l'oscillateur et le mélangeur. Le circulateur est en général un composant passif fabrique avec un disque de ferrite qui le rend incompatible avec une intégration monolithique. Notre travail consiste donc à concevoir l'intégration monolithique d'un circulateur actif avec une filière technologique utilisant des MESFET ; la réalisation de ce circuit intégré est faite au laboratoire central de l'IEMN. Une première réalisation en technologie hybride nous a permis de nous rendre compte du fonctionnement de ce type de circuit et des problèmes à éviter et nous a permis de retenir une topologie pour la conception du circulateur actif intégré. La réalisation de tels circuits intégrés nécessite une technologie particulière : les via-holes ; nous avons donc mis en oeuvre un procédé de gravure ionique réactive de l'arséniure de gallium permettant une gravure profonde (100 µm) utilisant le fréon 12 (CC12F2) comme gaz réactif. Afin de valider notre procédé, nous avons réalisé des composants passifs (inductances) utilisant ces via-holes, et nous les avons caractérisés sous pointes pour en extraire un schéma électrique équivalent. L'optimisation d'étapes de la réalisation technologique est également nécessaire. Les premières mesures nous confirment la prévision des évolutions théoriques du fonctionnement du circulateur et valide la topologie employée pour le réaliser.
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Mo, Jiongjiong. "Etude et fabrication de MOSFET de la filière III-V." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10026/document.
Abstract:
Le système autonome nécessite une consommation d'énergie inférieur à 100μW pour qu’ils puissent récupérer l’énergie environnementale. Le transistor MOSFET, étant le composé principal de ce système, peut permettre cela en améliorant ces performances. Le matériaux III-V présente un intérêt à être appliqué au transistor MOSFET en considérant ses propres propriétés tel la haute vitesse thermique d’électron, la haute vitesse de saturation, la faible bande interdite. D'aussi hautes performances de transistor avec de basse consommation d'énergie peut être envisagé grâce au MOSFET III-V. Des technologies de fabrication de MOSFET In0.53Ga0.47As ont été développées avec ces mesures statiques et dynamiques. Un IdMAX=180mA/mm, gmMAX=110mS/mm, fT=150GHz, et fMAX=47GHz ont été obtenus pour un transistor de longueur de grille de 50nm. Différentes voies d’amélioration ont été étudiées y compris le procédé gate-last comparé au gate-first, l’effet PDA, et l’effet PPA. Le procédé gate-last démontre moins de dégradation de l’oxyde avec de meilleures performances que gate-first. PDA n’a pas d'effet important sur les performances du transistor. PPA a démontré un effet de passivation de certains défauts dans l’oxyde et dans l’interface. Des structures alternatives ont été étudiées comme la structure MOSHEMT de maille adapté et pseudomorphique, montrant de meilleures performances avec une IdMAX=300mA/mm, gmMAX=200mS/mm, fT=200GHz et fMAX=50GHz pour un transistor de longueur de grille de 100nm. Ces performances DC sont loin de l’état de l’art, tandis que les performances RF sont parmi les meilleures. La perspective de ce travail est d’améliorer la qualité d’oxyde en baissant le budget thermique et aussi d'utilier de prometteuses strucutres comme MOS-COMB (la structure MOS-Thin body avec couche barrière entre l’oxyde et le semiconducteur). La structure MOSFET InAs de haute performance pourrait aussi être envisagé en réduisant le budget thermique au cours de la fabricationThe autonomous system requires a power consumption of less than 100μW so that they can recover energy from the environment. MOSFET, being a major component of this system can achieve this low power consumption requirement by improving its performance. III-V materials are of interest to be applied to MOSFET considering its own properties such as high electron thermal mobility, high saturation velocity, and low band gap. So high-performance transistor with low power consumption can be expected by III-V MOSFETs. Fabrication technologies of In0.53Ga0.47As MOSFETs have been developed with its static and dynamic measurements. An IdMAX=180mA/mm, gmMAX=110mS/mm, fT=150GHz and fMAX=47GHz were obtained for a transistor gate length of 50nm. Different ways of improvement were studied including the gate-last process compared with gate-first, the PDA effect, and the PPP effect. The gate-last process shows less degradation of the oxide with better performance than gate-first. PDA has no prominent effect on the performance of transistor. PPA has been shown to have a passivation effect of certain defects in the oxide and interface. Alternative structures have been studied such as the structure MOSHEMT with lattice matched and pseudomorphic, showing best performances like IdMAX=300mA/mm, gmMAX=200mS/mm, fT=200GHz and fMAX=50GHz for a transistor gate length of 100nm. DC performance is far from the state of the art, while the RF performances are among the best. The perspective of this work is to improve the oxide quality by lowering the thermal budget and also to use promising structures as MOS-COMB (MOS-Thin body structure with barrier layer between the oxide and semiconductor). The MOSFET InAs with high-performance could also be expected by reducing the thermal budget during the fabrication
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Lei, Huaping. "Dislocations et puits quantiques dans les nitrures semiconducteurs III-V par des méthodes de dynamique moléculaire et du premier principe." Caen, 2009. http://www.theses.fr/2009CAEN2023.
Abstract:
En utilisant un empirique potentiel modifié du type Stillinger-Weber (SW) et une méthode du premier principe à base de DFT (SIESTA code), les propriétés des dislocations et leur possible interaction avec les puits quantiques InGaN ont été étudiées. Avec SW, différents types de dislocations, coin-a, vis-c, vis-a et coin-c ont été traités systématiquement dans InN et AlN et comparer avec GaN. Un nouveau cœur de dislocation vis-c a été mis en évidence pour InN, AlN et également GaN avec une mauvaise liaison située dans le plan. Avec SIESTA, les énergies des dislocations coin-a ont été calculées au moyen d’une supercellule de quadrupôle pour AlN, GaN et InN. La condition périodique crée des images dont les effets sont corrigés par deux méthodes : la sommation quadrupolaire et les dislocations « fantômes ». Le résultat montre que les coeurs à 8 atomes sont plus stables que ceux à 5/7 et 4 atomes et valide le potentiel SW pour les grandes distorsions. Avec SW, la distribution des atomes d'indium dans InGaN a été systématiquement étudiée ainsi que l'effet des contraintes sur la stabilité du système et le rôle de la dislocation vis-c dans la séparation de phases. Les clusters d’indium ne sont pas favorables énergétiquement mais peuvent être formés dans le coeur de la dislocation vis-c. Les distorsions réduisent la stabilité énergétique des héterostructures InGaN/GaN et compresse les liaisons N-Ga et N-In. Un phénomène anormal de la liaison N-Ga est observé dans le puits quantique InGaN/GaN : sa longueur est réduite en fonction de la concentration d’indium lorsque la deformation atteint une valeur critique. Cet effet peut être expliqué en considérant la balance des forcesThe properties of the threading dislocations and their possible interactions with the InGaN quantum wells are theoretically investigated by using a modified empirical Stillinger-Weber potential (SW) and the first principle calculations (SIESTA package). All types of pure threading dislocations: a-edge, c-screw, a-screw and c-edge in InN and AlN have been systematically studied by using SW in comparison with GaN. The new core structures of c-screw dislocations in AlN and InN are found as same in GaN with the wrong bonds located in a plane. With SIESTA, the a-edge dislocations were treated by using the quadrupolar supercells in AlN, GaN and InN. The image effect due to the periodic boundary condition has been considered by the quadrupole summation and ghost dislocation methods. The corrected core energies have indicated that 8-atom core is more energetically feasible than 4- or 5/7-atom cores. The transferability of the Stillinger-Weber potential to the large distortion system has been validated. The strain effect reduces the energetic stability of systems, and the role of c-screw dislocation on the phase separation is studied. The formation of In-rich clusters is not energetically feasible, but would be possible in the core of c-screw dislocation. The strain in InGaN/GaN heterostructures further reduces the energetic stability. Suffering from the strain, N-Ga and N-In bonds are compressed, and an abnormal behavior of N-Ga bonds takes place: N-Ga bond length is reduced as a function of indium concentration when the strain is larger than the critical value. A force balance model has been proposed to explain the abnormality of N-Ga bonds in the strained InGaN quantum wells
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Gassot, Pierre. "Etude du transport vertical dans les superréseaux III-V à courte période." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10016.
Abstract:
Le transport vertical au sein de nos superreseaux iii-v de type i a courte periode est consistant avec le modele de bloch. Les proprietes non-lineaires telles que la vitesse differentielle negative sont dues a la presence d'un point d'inflexion dans la dispersion energetique de la minibande de conduction fondamentale. L'utilisation de la pression hydrostatique permet de montrer la presence d'etats satellites xz, situes a environ 100 mev au dessus de la minibande fondamentale dans les superreseaux gaas/alas etudies, qui sont originaires de la partie longitudinale des vallees x des materiaux massifs et ou le transport s'effectue par sauts entre niveaux de wannier-stark a cause du faible couplage entre les puits x de alas. Dans ces cristaux anisotropes artificiellement crees, les proprietes de magnetotransport dependent fortement de l'orientation du champ magnetique. Lorsque ce dernier est applique dans le plan des couches, la competition entre la force de lorentz et la force electrique ainsi que la presence d'un point d'inflexion dans la minibande engendre l'apparition d'une region de magnetoresistance negative quelque soit la temperature lorsque le transport atteint le regime non-lineaire. D'un autre cote, un champ magnetique selon l'axe de croissance entraine la quantification en niveaux de landau du spectre electronique dans le plan des couches. La magnetoresistance, globalement positive quelque soit le champ electrique, presente alors des resonances magnetophonons traduisant l'augmentation du nombre des diffusions lorsque l'energie entre deux niveaux de landau correspond a celle d'un phonon optique longitudinal. Deux series de resonances magnetophonons ont ete formellement identifiees comme provenant de l'interaction des electrons avec les phonons optiques de gaas ainsi qu'avec ceux de alas. L'observation de ces derniers trouve son origine dans la penetration de la fonction d'onde electronique au sein des barrieres de alas et dans l'evanescence du phonon de alas au sein des couches de gaas
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Barbet, Sophie. "Étude par microscopie à champ proche de matériaux III-N pour émetteurs électroniques planaires." Thesis, Lille 1, 2008. http://www.theses.fr/2008LIL10014/document.
Abstract:
Ce travail de thèse consiste à étudier l'instrumentation de la sonde de Kelvin (KFM) sur un microscope à force atomique (AFM) commercial et ensuite à caractériser les surfaces et composants à base nitrure de gallium (GaN). Le potentiel de surface Vs, entre une pointe métallique et un matériau semiconducteur dépend de la différence de travaux de sortie des deux matériaux, des concentrations en dopants et des états de surface du semiconducteur. La technique KFM permet d'obtenir cette information à une échelle nano ou micrométrique. Ce projet a consisté à développer ce mode de mesure à partir de microscopes AFM commerciaux. L'étude de l'instrumentation a permis de montrer la présence de couplages parasites qui entachent d'erreur la mesure de Vs. Une stratégie est alors proposée pour permettre la mesure de Vs tout en s'affranchissant de ces effets parasites. Cette technique est ensuite appliquée à la caractérisation de structures à base de GaN. L'intérêt pour ce matériau semiconducteur à large bande interdite est croissant en électronique de puissance, par exemple pour la réalisation d'émetteurs électroniques de puissance. Pour étudier les propriétés électriques de ce matériau, nous avons réalisé une référence de potentiel qui nécessite le développement de contacts ohmiques sur le GaN de type n et p. A partir des valeurs de Vs mesurées par KFM, nous en déduisons la densité de charges de surface et une estimation de la densité d'états de surface du GaN. Enfin, nous avons étudié par KFM les effets de traitements de surface sur des structures MIS à base de GaN de type n, ainsi que les effets de différentes passivations sur des transistors HEMT à base d'AIGaN/GaNThe purpose of the thesis is to study GaN materials and devices with an atomic force microscopy in Kelvin Force Mode. The contact potential difference between a metal tip and a semiconducting material depends on the work function difference between the materials, the concentration of dopants, and the density of acceptor or donor surface states. KFM techniques provide this information at the nano- or micrometer scale. ln a first step, we have developed KFM measurement procedures on commercial microscopes in order to extract fully quantitative measurements of surface potentials. We have evidenced instrumental capacitive cross talks, for example between the electrostatic excitation and the microscope photodiode, which act as parasitic terms in the measurement of surface potentials, and need to be properly taken into account in order to get reliable measurements of contact potential differences. ln a second step we have studied the electrical properties of GaN surfaces, this material being of strong interest for power electronic applications such as electron emitters. To get a potential reference for KFM measurements, ohmic contacts on n and p-type GaN have been achieved. The KFM characterization of the layers shows surface-state induced band-bending at the oxidized GaN surface. From the values of surface potentials, we calculate the density of charge and estimate the density of surface states. We finally study the effects of surface treatments on n-GaN-MIS structures, as weIl as different types of passivation used in AlGaN/GaN HEMTs
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Vermaut, Philippe. "Structure de couches de composes semi-conducteurs iii-v a large bande interdite, nitrure de gallium ou d'aluminium, epitaxiees sur carbure de silicum, par microscopie electronique en transmission." Caen, 1997. http://www.theses.fr/1997CAEN2019.
Abstract:
La microstructure des couches de nitrure de gallium epitaxiees par jets moleculaires sur la face silicium (0001) du carbure de silicium avec ou sans couche tampon de nitrure d'aluminium a ete analysee. Ces couches contiennent une grande densite de defauts : dislocations, fautes d'empilement et domaines prismatiques. Les vecteurs de burgers des dislocations sont 1/3<-2110>, 1/3<-2113> et minoritairement 0001. L'arrangement de leurs lignes forme des sous-joints mixtes. Afin de connaitre l'influence de la difference de polytype entre le substrat (6h) et le depot (2h) sur la formation des defauts, une methode d'analyse systematique des marches d'interface a pour cela ete etablie, assimilant celles-ci a des fautes d'empilement de la phase deposee et leur attribuant, de ce fait, un caractere de dislocation partielle. Sur les trois types de marches predits, seuls deux ont ete observes. L'un d'eux conduit a la formation d'une faute d'empilement -2110 dont la structure atomique a ete clairement identifiee par microscopie electronique haute resolution. Dans une couche de nitrure de gallium deposee sans couche tampon, des domaines prismatiques 01-10, a proximite de l'interface, ont ete identifies a des zones non cristallisees. La nature de ces differents defauts et leurs interactions sont liees a un mode de croissance tridimensionnel. La polarite du depot, etablie par diffraction electronique en faisceau convergent et microscopie haute resolution, est uniforme, identique a celle du substrat, et semble conditionnee par la formation preferentielle de liaisons du type si-n, al-c ou ga-c a l'interface substrat/depot.
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Kolhatkar, Gitanjali. "Épitaxie par faisceaux chimiques d'alliages nitrures dilués à base d'aluminium pour des applications photovoltaïques." Thèse, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/5932.
Abstract:
Cette thèse évalue le potentiel des alliages AlGaNAs en tant que couche active pour la quatrième jonction à ~1 eV de cellules photovoltaïques multi-jonctions III-V. L’introduction d’une faible quantité d’aluminium (Al, <15%) augmente de façon significative l’efficacité d’incorporation de l’azote (N), tout en distribuant de façon plus homogène les atomes de N dans la couche, réduisant aussi la densité d’agrégats. Une optimisation de la température de croissance démontre que la région optimale se situe entre 400°C et 440°C. Dans cette gamme, la concentration de N est maximisée tandis que la qualité cristalline de la couche épitaxiée est optimisée tout en préservant un mode de croissance 2D et une faible rugosité de ~1 nm. La bande interdite des alliages d’AlGaNAs est mesurée par transmission optique. Ces mesures révèlent que l’AlGaNAs suit le modèle théorique du modèle de croisement de bandes, ou band anticrossing et que son bandgap diminue quand la concentration de N augmente. La bande interdite est réduite jusqu’à ~1.22 eV pour des concentrations respectives d’Al et de N de ~15% et ~3.4%. Les défauts présents dans le GaNAs avec ~0.4% de N sont étudiés, révélant trois défauts peu profonds à 116, 18 et 16 meV, attribués à des contaminations en H et en C, et deux pièges profonds à 0.21 eV et 0.35 eV, attribués à des complexes N-H et à des antisites AsGa respectivement. Les mesures électriques de l’AlGaNAs démontrent que le recuit améliore la mobilité des trous et des valeurs de ~60 cm2/Vs avec ~5% d’Al et ~0.5% de N et ~6 cm2/Vs avec ~10% d’Al et ~2% de N sont obtenues. Les mesures optiques de photoluminescence obtenues sur des couches d’AlGaNAs crues sur un substrat de GaAs semi-isolent de 65 µm d’épaisseur révèlent un pic à ~920 nm attribué a un défaut radiatif qui ne semble pas être affecté par un changement dans la concentration d’Al ou de N, ni même par un recuit. Des mesures SIMS révèlent la présence de contaminants C, H et O dans les couches, qui dégradent les performances optoélectroniques des alliages AlGaNAs. Cette thèse démontre le bon potentiel de l’AlGaNAs pour les cellules photovoltaïques. Il est toutefois important de réduire la concentration de contaminants dans la couche pour obtenir un matériau adéquat.
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Lancry, Ophélie. "Étude par microspectrométrie Raman de matériaux et de composants microélectroniques à base de semi-conducteurs III-V grand gap." Thesis, Lille 1, 2009. http://www.theses.fr/2009LIL10128/document.
Abstract:
Les semi-conducteurs à base de composés III-V de type GaN présentent de nombreux avantages – liés essentiellement à leur grande bande interdite - par rapport aux semi-conducteurs traditionnels Si, ou III-V des filières GaAs. De plus, il est possible de former, comme pour les semi-conducteurs traditionnels III-V des hétérojonctions de type HEMT (High Electron Mobility Transistor) AlGaN/GaN permettant d’obtenir à la fois une forte densité de porteurs confinés à l’hétérojonction et des mobilités électroniques élevées. Ces composants sont à l’heure actuelle les candidats les plus prometteurs pour des applications hyperfréquences de puissance. Cependant, l’échauffement observé au cours du fonctionnement et les différentes étapes de réalisation des composants ont un impact anormal sur les performances intrinsèques du composant. La microspectrométrie Raman est une technique non-destructive et sans contact avec une résolution spatiale submicronique, adaptée à l’étude des HEMTs AlGaN/GaN en fonctionnement. L’utilisation de différentes longueurs d’onde excitatrices visible et UV permet de sonder les hétérostructures à différentes profondeurs de pénétration. Les informations obtenues avec cette technique d’analyse sont la composition de l’hétérostructure, les contraintes entre les différentes couches, la résistance thermique aux interfaces, la qualité cristalline des différentes couches, le dopage et le comportement thermique des différentes couches. Le développement d’un système de microspectrométrie Raman UV résolue en temps a permis d’analyser le comportement thermique transitoire des HEMTs AlGaN/GaN en fonctionnement et plus particulièrement dans la zone active du composantGaN based semi-conductors present numerous advantages linked essentially to their large band gap as compared to traditional Si systems. In addition, it is possible to form hetero-junction III-V HEMTs (High electron Mobility Transistor) like AlGaN/GaN which makes it possible to obtain both a large density of carriers confined at the heterojunction and a high electronic mobility. At the moment these systems are the most promising for high-power hyperfrequency applications. However heating occurs during operation which results in abnormal impacts on the performance of the microelectronic components. Micro-Raman characterization of these components makes it possible to understand the influence of the behaviour of the semi-conductor materials on the performance of the HEMTs in hyperfrequency mode. Micro-Raman spectroscopy being non-destructive and possessing a submicronic spatial resolution is well adapted to such studies. The use of various UV and visible excitation wavelengths (266 and 632.8 nm) makes it possible to probe the heterostructures at different penetration depths. We present results of micro Raman studies for analysis of the heterostructure composition, the stresses between layers, the thermal boundary resistance, the crystalline quality of each layer and the doping and thermal behaviour of each layer. In addition, recent time-resolved UV micro-Raman studies have made it possible to analyse the transient thermal behaviour of AlGaN/GaN HEMTs under voltage and in the active area of the component
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Besancon, Claire. "Intégration hybride de sources laser III-V sur Si par collage direct et recroissance pour les télécommunications à haut débit." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT044.
Abstract:
Ce travail présente une approche d’intégration de semiconducteurs III-V sur silicium. L’objectif est de réaliser des sources laser multi-longueur d’onde émettant en bande C pour les télécommunications optiques à partir d’une croissance épaisse de matériaux III-V sur fine couche d’InP collée sur silicium oxydé (InP-SiO2/Si = InPoSi).Afin d’étudier la compatibilité du procédé de collage avec l’élévation en température nécessaire à l’étape de recroissance, de l’ordre de 600°C par MOVPE, une étude de la stabilité en température des substrats InPoSi a été menée. Cette dernière a mis en évidence le délaminage de l'InPoSi avec apparition de "bulles" liée au décollement de la couche d’InP provoqué par la désorption d’hydrogène à 400°C. Une étude de la diffusion latérale de l’hydrogène le long de l’interface de collage a permis de mesurer une longueur de diffusion de l’ordre de 100 µm dans nos conditions expérimentales. Le développement de tranchées de dégazage espacées de 200 µm a ainsi permis d’effectuer la recroissance de matériaux III-V de haute qualité sur InPoSi sans apparition de défectivité de type "bulles" entre ces tranchées.Par la suite, l'amélioration constante des étapes de préparation des surfaces à coller a permis d'obtenir une qualité de matériau InPoSi optimale pour la recroissance à haute température sans faire appel à des procédés de dégazage. L’étude d’une structure active composée de multipuits quantiques (MQWs) à base de matériaux AlGaInAs a été menée par caractérisation in-situ pendant la croissance sur InPoSi. Par la mesure en temps réel de la courbure du substrat InPoSi à température d’épitaxie, une contrainte thermique de 390 ppm a été quantifiée. Cette dernière est créée par la différence de coefficients d’expansion thermique entre InP et Si. Malgré cette contrainte thermique, la recroissance d’une structure diode laser de 3 µm d’épaisseur de grande qualité cristalline a été démontrée sur InPoSi. Des lasers à contact large basée sur cette structure ont été fabriqués et les performances ont été comparées à celles obtenues pour le même composant fabriqué sur substrat InP pour référence. Des courants de seuil de 0,4 kA/cm² à 20°C en régime pulsé ont été obtenus sur InPoSi. La comparaison des lasers sur InPoSi et InP a montré des courants de seuil, des rendements et une température caractéristique similaires. Ce résultat démontre que la structure épaisse épitaxiée sur InPoSi ne subit pas de dégradation matériau.Enfin, un nouveau procédé de croissance sélective (SAG : Selective Area Growth) a été développé spécifiquement sur InPoSi. Pour cela, la silice de l'InPoSi est déterrée localement par gravure de la couche d'InP afin d'offrir des surfaces diélectriques de tailles variables pour le procédé SAG. La variation des épaisseurs des puits quantiques obtenus par épitaxie sélective en fonction de la surface des masques permet d'atteindre une très large extension en longueur d’onde de photoluminescence, de 1490 à 1650 nm. En utilisant la SAG, des lasers Fabry-Pérot ont été fabriqués en structure shallow-ridge et des émissions laser couvrant 155 nm d’extension spectrale ont été obtenues. Pour une barrette de 500 µm de long, des courants de seuil en dessous de 30 mA à 20°C ont été obtenus en régime continu pour les lasers en bande C. A 70°C, les courants de seuil demeurent en dessous de 60 mA, ce qui traduit une très bonne tenue en température des lasers. L'ensemble de ces résultats valide la méthode d'intégration de III-V sur siliciumThis thesis focuses on the integration of III-V semiconductors on silicon. The objective is to process multi-wavelength laser sources emitting in the C-band for optical telecommunications. The process is based on the regrowth of a thick III-V structure on a thin InP layer bonded onto an oxidized silicon wafer (InP-SiO2/Si = InPoSi).In order to study the bonding process compatibility with high temperature annealing, around 600°C, required for MOVPE growth, a study of the thermal stability behavior of InPoSi substrate was carried out. The latter showed InPoSi delamination with "bubble" appearance due to the debonding of the InP layer caused by hydrogen desorption at 400°C. A study of the hydrogen lateral diffusion along the bonding interface enabled the assessment of a diffusion length of 100 µm. The development of outgassing trenches spaced 200 µm apart has permitted to obtain III-V material of high-quality regrown onto InPoSi without emergence of any void defect between the trenches.Then, the constant improvement of the preparation steps of the surfaces to be bonded enabled to obtain optimal material quality of InPoSi for regrowth at high temperature without the use of any outgassing method. The study of an active structure composed of AlGaInAs-based multi-quantum wells (MQWs) was carried out during growth on InPoSi. A thermal strain of 390 ppm was assessed at growth temperature thanks to real-time curvature measurement. The latter is due to the difference of thermal coefficients between InP and Si. Despite this thermal strain, the regrowth of a 3 µm-thick laser structure of high crystal quality was successfully obtained on InPoSi. Based on this structure, broad-area lasers were processed and their performance was compared to the ones obtained with the same component made on InP substrate as a reference. Threshold current densities as low as 0.4 kA/cm² at 20°C in pulse regime were obtained on InPoSi. The laser comparison on InPoSi and InP showed that threshold currents, laser efficiency and characteristic temperatures were similar. This result demonstrates that the thick structure grown on InPoSi does not suffer from material degradation.Finally, a new selective area growth (SAG) process was specifically developed on InPoSi. To do so, the silica from InPoSi was locally digged out by the etching of the InP layer in order to open the variable-sized dielectric surfaces for the SAG process. The thickness variation of the quantum wells obtained by SAG with the masks’ dimensions has enabled to obtain a very large photoluminescence wavelength extension, from 1490 to 1650 nm. Shallow-ridge Fabry-Pérot laser arrays were processed using SAG, and laser emissions covering a 155 nm-wide spectral range were successfully obtained. Threshold currents below 30 mA were obtained at 20°C under continuous-wave operation for 500 µm-long bars. At 70°C, threshold currents remain below 60 mA, which shows the high thermal stability of the lasers. Altogether, these results validate the III-V integration process on silicon
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Sall, Mamour. "Irradiation par des ions de grande énergie de semiconducteurs III-N (AlN, GaN, InN) : création de défauts ponctuels et étendus." Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00936879.
Abstract:
Les matériaux semiconducteurs III N (AlN, GaN, InN) présentent des propriétés intéressantes pour la micro et l'opto-électronique. Ils peuvent être soumis à différents types d'irradiation dans une large gamme d'énergie de projectile. Dans l'AlN, initialement considéré insensible aux excitations électroniques (Se), nous avons mis en évidence une synergie inédite entre Se et les chocs nucléaires (Sn) pour la création de défauts absorbants à 4.7 eV. Par ailleurs, un autre effet du Se est mis en évidence dans l'AlN : les dislocations vis subissent, sous l'effet du Se, une montée aux fortes fluences d'irradiation. Dans le GaN, deux mécanismes de création peuvent être à l'origine des défauts absorbants à 2.8 eV: une synergie entre Se et Sn, ou une création uniquement due à Sn mais avec un fort effet de la taille des cascades de déplacement. L'étude, par MET, des effets de Se dans les trois matériaux, montre un comportement très différent d'un matériau à l'autre bien qu'ils appartiennent à la même famille des nitrures avec la même structure atomique. Sous irradiation aux ions monoatomiques (vitesse entre 0.4 et 5 MeV/u), tandis que l'on observe des traces discontinues dans le GaN et l'InN, aucune trace n'est observée dans l'AlN avec le plus fort pouvoir d'arrêt électronique (33 keV/nm). Il faut des fullerènes pour observer des traces dans l'AlN. Le modèle de la pointe thermique inélastique a permis de calculer les énergies nécessaires pour produire des traces dans l'AlN, le GaN et l'InN, elles sont respectivement de 4.2 eV/atome, 1.5 eV/atome et 0.8 eV/atome. Cette différence de sensibilité aux effets de Se, se retrouve également aux fortes fluences d'irradiation.
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Michelini, Fabienne. "Modélisation des structures semi-conductrices en théorie k. P multibandes : super-réseaux latéraux CdTe-CdMnTe, fils quantiques couplés GaAs-GaAlAs, effet Kerr en champ magnétique intense dans GaAs et GaMnAs." Toulouse, INSA, 2000. http://www.theses.fr/2000ISAT0040.
Abstract:
Nous développons des méthodes générales de calculs de la structure de bande dans le cadre de la théorie k. P. Nous proposons également un calcul des niveaux de Landau en utilisant un modèle à huit bandes, et en généralisant l'approximation axiale. Nous illustrons ces méthodes en interprétant les résultats de différents travaux expérimentaux : spectroscopie optique sur deux types de super-réseaux de fils quantiques : 1)super-réseaux latéraux CdTe-CdMnTe et fils quantiques couplés GaAs-GaAlAs. Dans les deux cas, les résultats numériques confirment les principales tendances observées concernant les décalages des énergies de transition, respectivement vers le rouge et vers le bleu, induits par le confinement unidimensionnel et l'apparition d'une anisotropie de la polarisation linéaire. 2)effet Kerr résonant en champ magnétique intense dans GaAs et GaMnAs. Dans le cas de GaAs, les résultats numériques reproduisent fidèlement le comportement observé. Dans le cas de GaMnAs, nous déduisons de l'analyse des spectres une estimation couplée des intégrales d'échange dans ce composé.
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Acolatse, Alfred Kodjo. "Etude et réalisation et caractérisation de transducteurs à peignes interdigites sur GaAs dans la bande 100 MHz - 1 GHz en vue de la réalisation de circuits mixtes acousto-opto-électroniques." Valenciennes, 1997. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/e8077b63-dbe4-4196-b8a9-d335d8335ebe.
Abstract:
Le travail est relatif à la conception, la réalisation et la caractérisation de transducteurs à peignes interdigites (IDT) sur arséniure de gallium (GaAs) fonctionnant en haute fréquence. Le choix du GaAs, matériau possédant des propriétés à la fois semi-conductrice et piézoélectrique est justifié par les applications envisagées. En effet, les interactions acousto-opto-electroniques peuvent être mises à profit pour la réalisation de circuits monolithiques à caractère innovant. On rappelle tout d'abord que dans le GaAs coupe (100), suivant la direction 011 il existe un mode singulier de propagation de type Rayleigh avec un coefficient de couplage électromécanique maximal. Pour cette raison, ce mode est choisi pour la conception de prototypes dont la structure se compose de deux IDT émetteurs et récepteurs. Ces prototypes sont caractérisés en terme de fonction retard, fonction de transfert et impédance d'entrée. En particulier, un schéma équivalent prenant en compte les éléments parasites liés à la connectique est établi. Un prototype 1 GHz avec une structure adaptée à la caractérisation sous pointes en microondes a été réalisé. Les résultats montrent une diminution importante du couplage électromagnétique entre l'entrée et la sortie. Un prototype 100 MHz permettant la détermination des pertes de propagation par une méthode originale est présenté. Le travail est complété par la réalisation et la caractérisation de réseaux réflecteurs métalliques à une fréquence de 100 MHz. Les résultats de cette étude montrent la faisabilité de transducteurs unidirectionnels et doivent ainsi permettre de guider la conception des nouveaux circuits mixtes envisagés. En effet, pour ces derniers, il est nécessaire de bénéficier d'un maximum de puissance et de placer des électrodes de détection dont l'influence doit être minimum sur la propagation des ondes acoustiques. Enfin deux types de circuits mixtes en cours de développement au laboratoire sont présentés : un modulateur acousto-optique et un dispositif à transfert acoustique de charges. Ils montrent l'intérêt de ce travail dans la conception de telles structures novatrices.
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Priest, Andrew Nicholas. "Inter-band magneto-optical studies of III-V semiconductors." Thesis, University of Oxford, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.299229.
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Eichler, Ernst, and Hans Walther. "Historisches Ortsnamenbuch von Sachsen / Band III: Apparat und Register." Akademie Verlag, 2001. https://slub.qucosa.de/id/qucosa%3A15831.
Abstract:
Das vorliegende dreibändige Werk stellt die Entwicklungsgeschichte von ca. 5300 Siedlungsnamen (einschließlich der Wüstungsnamen) dar, die in den Grenzen des heutigen Freistaates Sachsen überliefert wurden. Hinzu kommt der Namenbestand des thüringischen Kreises Altenburg (Altenburger Land), der siedlungs- und territorialgeschichtlich jahrhundertelang zum ehemaligen Reichsterritorium Pleißenland (in Westsachsen) und zum wettinischen Territorialstaat gehörte.
Die schriftliche Überlieferung der Namen von Siedlungsplätzen im Raum östlich der Saale beginnt – abgesehen von seltenen Ausnahmen der fränkischen Zeit – mit der Errichtung der deutschen Oberherrschaft über das seit etwa 600 von (Alt-)Sorben besiedelte ostsaalisch-ostelbische Gebiet durch König Heinrich I. in den Jahren 929/930. Rund 60% der sächsischen Ortsnamen sind slawischer Herkunft, wobei dieses Sprachgut in der Mehrheit nicht von Slawen, sondern von Deutschen aufgezeichnet wurde.
In den ersten beiden Bänden wird die in einer möglichst lückenlosen Belegkette erfasste Geschichte jedes einzelnen Namens dargestellt: von den ältesten urkundlich tradierten Schreibungen über die Entwicklung seiner weiteren Formen bis zur heutigen Gestalt einschließlich seiner mundartlichen Lautung. Geboten werden Informationen zu Herkunft, Wortbildung, Etymologie und Typologie, zu sprachgeschichtlichen Sachverhalten, Problemen der Integration slawischer (altsorbischer) Toponyme ins Deutsche sowie zu soziolinguistischen Merkmalen der Siedlungsbenennungen. Der dritte Band enthält neben dem Apparat auswertende Register, die das lexikalische Material detailliert erschließen.
Das „Historische Ortsnamenbuch von Sachsen“ erschien als Band 21 der Schriftenreihe „Quellen und Forschungen zur sächsischen Geschichte“.:Vorbemerkungen
1 Abkürzungen und Zeichen
2 Lautschrift
3 Quellen und Quellenwerke
3.1 Gedruckte und ungedruckte Materialien
3.2 Risse, Karten, Atlanten
4 Literatur
4.1 Deutsch-Slawische Namenkunde und Sprachgeschichte
4.2 Geschichtliche Landeskunde
5 Glossar
5.1 Quellenkundliche Termini
5.2 Sprachwissenschaftliche Termini
6 Häufige Namenbestandteile
6.1 Grundwörter deutscher Ortsnamen #1
6.2 Glieder deutscher Rufnamen #2
6.3 Slawische Namenelemente in appellativischer Funktion #3
6.4 Slawische Namenelemente in anthroponymischer Funktion #4
6.5 Slawische Suffixe #5
6.6 Rufnamen fremder, nichtslawischer Herkunft #6
6.7 Differenzierende Zusätze zu bestehenden Namen #7
7 Mischnamen
7.1 Altsorbisches Erstglied (Bestimmungswort: Personenname oder Appellativum) + deutsches Zweitglied (Grundwort)
7.2 Deutsches Erstglied (Personenname oder Appellativum) + altsorbisches Zweitglied (Suffix)
8 Namenpaare
8.1 Deutsch-obersorbische Namenpaare
8.2 Obersorbisch-deutsche Namenpaare
9 Appellativischer Wortschatz im Namenbestand
9.1 In den deutschen Ortsnamen enthaltene Appellativa
9.2 In den altsorbischen Ortsnamen enthaltene Appellativa
10 Personennamen im Namenbestand
10.1 In den deutschen Ortsnamen enthaltene Personennamen
10.1.1 Deutsche Rufnamen
10.1.2 Rufnamen fremder, nichtslawischer Herkunft
10.1.3 Familien- bzw. Übernamen
10.2 In den altsorbischen Ortsnamen enthaltene Personennamen
10.2.1 Rufnamen
10.2.2 Familiennamen
11 Erschlossene altsorbische Grundformen
12 An Gewässernamen anknüpfende Ortsnamen
12.1 An vordeutsche, alteuropäisch-indogermanische und germanische Gewässernamen anknüpfende Ortsnamen
12.2 An ursprünglich altsorbische Gewässernamen anknüpfende Ortsnamen
12.3 Sekundär zu deutschen Gewässer(orts)namen umgebildete oder angeglichene altsorbische Ortsnamen
12.4 An deutsche Gewässernamen anknüpfende Ortsnamen
13 Häufigkeit der Ortsnamen
14 Rückläufige Namenverzeichnisse
14.1 Rückläufiges Gesamtverzeichnis der Ortsnamen
14.2 Rückläufiges Verzeichnis der obersorbischen Ortsnamen
15 Frühbezeugte Ortsnamen
16 Wüstungen, devastierte bzw. aufgelöste Siedlungen
16.1 Permanente Wüstungen
16.2 Temporäre Wüstungen
16.3 Fragliche Wüstungen
16.4 Wüste Burgstätten
16.5 Infolge Braunkohlentagebaus und anschließender Industriebauten abgebrochene Siedlungen
16.6 Infolge Talsperrenbaus abgebrochene Siedlungen
16.7 Infolge der Anlage von Truppenübungsplätzen abgebrochene Siedlungen
16.8 Infolge der Grenzsicherungsanlagen der DDR abgebrochene Siedlungen
17 Namenveränderungen
17.1 Umbenennungen
17.1.1 Zeitweilige Umbenennungen
17.1.2 Bis heute gültige Umbenennungen
17.2 Namen der im Zuge der Kreis- und Gemeindegebietsreform seit 1990 in Sachsen neu eingeführten Großgemeinden
18 Gesamtregister
Kreisübersichtskarte
Nachträge, Korrigenda
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Smith, Christopher J. M. "Waveguide photonic microstructures in III-V semiconductors." Thesis, University of Glasgow, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.300978.
31
Rodgers, D. C. "Inter-band optical spectroscopy of III-V semiconductor quantum wells." Thesis, University of Oxford, 1986. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.382680.
32
Wang, Qiaoyi. "Theoretical investigation of realistic III-V semiconductor intermediate band solar cells." Thesis, University of Bristol, 2016. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.723446.
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Rogez, Guillaume. "Modulation des propriétés électroniques et de l'anisotropie magnétique de complexes mono et polynucléaires : influence des ligands pontants et périphériques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00108419.
Abstract:
Au cours de ce travail de thèse, nous avons montré le rôle du ligand organique pour moduler les propriétés électroniques de complexes de métaux de transition mono- et polynucléaires.La première partie de ce travail étudie tout d'abord l'influence des effets électroniques (donneurs et accepteurs) des ligands chélatants sur les propriétés électrochimiques de complexes mononucléaires de Fe(III). Nous avons également montré qu'il est possible de moduler les propriétés optiques de complexes polynucléaires à valence mixte FeIIBS(FeIIIHS)x (x = 4 et 6). Enfin, un modèle a été proposé pour expliquer l'origine de l'interaction ferromagnétique au sein d'un des premiers composés de la chimie de coordination, le bleu de Prusse dont les complexes FeIIBS(FeIIIHS)x sont des modèles.
La deuxième partie concerne l'étude de l'anisotropie magnétique au sein de complexes mononucléaires de Ni(II). Ce travail montre qu'il est possible d'influencer l'amplitude et la nature (axiale, planaire ou rhombique) de l'anisotropie magnétique grâce au choix des ligands chélatants.
Enfin, une modulation de l'énergie des états de spin de systèmes binucléaires en jouant sur les ligands pontants et périphériques permet de mettre en évidence le croisement de deux niveaux MS issus de deux états S différents sous l'action d'un champ magnétique extérieur. Ainsi il est possible d'accéder aux propriétés d'anisotropie dans les états excités de complexes polynucléaires possédant un état fondamental de spin S = 0.
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Punya, Atchara. "Quasiparticle self-consistent GW band structures of III-N, II-IV-N2 semiconductors and band offsets." Case Western Reserve University School of Graduate Studies / OhioLINK, 2014. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=case1380888317.
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Sarwar, ATM Golam. "Extreme Band Engineering of III-Nitride Nanowire Heterostructures for Electronic and Photonic Application." The Ohio State University, 2016. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1451358029.
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Shakya, Jagat B. "Micro/nano-photonic structures and devices of III-nitride wide band-gap semiconductors /." Search for this dissertation online, 2004. http://wwwlib.umi.com/cr/ksu/main.
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NICHETTI, CAMILLA. "Development of avalanche photodiodes with engineered band gap based upon III-V semiconductors." Doctoral thesis, Università degli Studi di Trieste, 2021. http://hdl.handle.net/11368/2982139.
Abstract:
This thesis is striving in the development and performance assessment
of GaAs/AlGaAs avalanche photodiodes (APDs) with separated
absorption and multiplication regions, which complement existing
silicon detectors providing higher efficiency for X-ray detection. During
the course of this thesis several APDs were fabricated utilizing
molecular beam epitaxy and lithography and subsequently have been
thoroughly characterized. This thesis is subdivided into six chapters.
It sets in with a general description of APD structures and their functionalities
prescinding the advantages of the developed APDs, which
are fabricated on mesas with a diameter of 200μm and consists of
an absorption and multiplication region separated by a thin p-doped
layer of carbon. In particular the benefits on impact ionization and
charge multiplication when using a superlattice of some (6, 12, 24)
nanometric layers of GaAs/AlGaAs hetero-junctions are described,
which enhances the charge amplification of electrons while reducing
the multiplication of holes thus lowering the overall detector noise.
The second chapter deals with device simulation and points out the
limitations of the established local model to describe impact ionization
in thick multiplication regions. In order to simulate APDs with narrow
intrinsic areas a new and improved nonlocal history-dependent model
for gain and noise based on the energy balance equation has been
developed and is thoroughly described at the end of this chapter. The
materials and method section provides in the third chapter a comprehensive
description of the techniques and machinery employed during
the device manufacturing, while in the fourth chapter the experimental
setups, which were involved to test the devices are outlined. Both, the
used readout and acquisition electronics and the light/particle sources
are thoroughly described. In chapter 5 the different measurements
and associated datamining are presented and discussed. In particular
the role of different doping levels in the p-doped layers has been
deeply investigated revealing that a planar doping with the maximum
effective acceptor density is favored as it maximized the potential drop
in the multiplication region thus enhancing the impact ionization. Furthermore,
measurements and associated results of the time resolution
of the APDs utilizing visible table-top lasers and X-rays are described
in this section, revealing a rise time of 80 ps for the 24-step device.
A study of the noise versus gain behavior is present as well and is
compared to the results of the simulation. Moreover, utilizing a charge
sensitive amplifier both the spectroscopic capabilities and the charge
collection efficiency of the APDs could be determined by means of a
pulsed table-top laser and an Americium source. The thesis finishes
with the conclusions in chapter 6.
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ZHOU, XIANGYU. "Physics-based multiscale modeling of III-nitride light emitters." Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2016. http://hdl.handle.net/11583/2639710.
Abstract:
The application of computer simulations to scientific and engineering problems has evolved to an established phase over the last decades. In the field of semiconductor device physics, Technology CAD (TCAD) has been regarded as an indispensable tool for the interpretation and prediction of device behavior. More specifically, TCAD modeling and simulation of nanostructured III-nitride light emitters still have challenging problems and is currently a topic under active research.
This thesis devotes to the theoretical and numerical investigations of III-nitride bulk and quantum structures, following a bottom-up approach aimed at modeling and understanding photoluminescence and electroluminescence in these structures. In the first part, the calculation of electronic bandstructure is addressed, where a novel k · p model derived from Non-local Empirical Pseudopotential method(NL-EPM) is presented. Optical properties are then calculated employing both Poisson-k · p and a density-matrix based approach, gain and luminescence spectra can be extracted by solving the semiconductor-Bloch equation numerically. The last part of this thesis deals with the microscopic quantum transport, within the framework of the quantum-statistical nonequilibrium Greens function formalism(NEGF). While classical drift-diffusion models assume that bound carriers hold their coherence in the confined direction and unbound carriers are completely incoherent, NEGF does not distinguish between bound and unbound states and treats them on equal footing. In addition, NEGF also provides intuitive insights into energy-resolved carrier distributions, currents and coherence loss mechanisms.
The numerical computations alongside this thesis can be computationally very involved, some code developed along with this thesis is deployed on the clusters and able to scale up to more than 1000 CPU cores, thanks to the parallel implementation technique such as OpenMP and MPI, as well as HPC infrastructures available at CINECA computing center.
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SCACCABAROZZI, ANDREA. "GaAs/AlGaAs quantum dot intermediate band solar cells." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano-Bicocca, 2013. http://hdl.handle.net/10281/40117.
Abstract:
This thesis presents my Ph.D. work about quantum dot GaAs/AlGaAs solar cells grown by droplet epitaxy, exploring the potential of this materials system for the realization of intermediate band photovoltaic devices. In the first chapter a general introduction to the field of solar energy is given, outlining the reasons why this research has been performed. The physics of the photovoltaic cell is briefly explained in its most important points, to give the reader clear understanding of what is presented in the following chapters. Intermediate band devices are presented in the second chapter. The theoretical foundations presented do not aim at constituting an exhaustive explanation of the theory underlying intermediate band solar cells, but the scope is again to give clear understanding of the characterization of the quantum dot devices reported in the following chapters. A survey of the state of the art in the field is given, pointing out the differences with our technology. The initial part of my Ph.D. work was spent in developing the technology to design and grow (Al)GaAs photovoltaic devices, as well as the characterization techniques required to understand the behavior of such devices. In chapter 3 the method developed to design the solar cell structure is illustrated, and in chapter 5 the experimental setup used for characterization is presented, along with the measurements on the single junction devices realized during this work. Chapter 4 is dedicated to the description of the growth and fabrication methods used to grow the samples reported here. The development of the fabrication technology proceeded in close contact with the characterizations of the devices, in order to optimize the process. Finally in chapter 6 the results on quantum dot photovoltaic cells are reported: the key working principles of intermediate band devices have been demonstrated with our materials system, and this, to the knowledge of the author, is the first time that strain free quantum dot solar cells are reported of intermediate band behavior. The role of defects in the AlGaAs matrix is explained in connection with both the optical and electrical characterizations presented.
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Yoodee, Kajornyod. "Crystallographic and band structure properties of some I-III-VI2 chalcopyrite compounds and alloys." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1985. http://hdl.handle.net/10393/4670.
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Naylor, Daniel Robert. "Development of Monte-Carlo simulations for III-V semiconductors employing an analytic band-structure." Thesis, University of Hull, 2012. http://hydra.hull.ac.uk/resources/hull:6247.
Abstract:
The thesis is primarily concerned with the III-V-N semiconductors Gallium Nitride (GaN) and the dilute nitride Gallium Nitrogen Arsenide (GaNAs) and the effect that the band structure has on electron transport in these materials. Ensemble Monte-Carlo algorithms are developed in order to determine the electron transport properties of these materials, coupled with derived expressions for a novel band-structure approximation based on the cosine form that incorporates the inflection point in the Γ valley. The algorithm is validated by comparison of the output of the simulation with the well characteristics of other III-V semiconductors, and the new band-structure approximation is validated through comparison of the generated characteristics with experimental work and the output of the balance equations. Characteristics for GaN (bulk and in a 1D device) are presented, with excellent agreement with other works. It is found in bulk systems that there is the possibility of a significant number of negative-effective mass states occurring in GaN, dependent on inter sub-band (Γ- L-M) energy separation, and that these states have a noticeable effect on the characteristics of the system, both equilibrium and transient, particularly on the occurrence of the negative differential velocity in the velocity characteristics. A proof-of-concept algorithm for a 1D device code incorporating GaN is also presented with favourable results. Two models for bulk dilute GaNAs are used, one based on the Nitrogen Scattering model to measure the dispersive effect of N impurities, and one modeling the lower E−band from the BAC model with the cosine band-structure approximation to measure the distortive effect. Both models are used to generate equilibrium and transient characteristics for the material and we find that we have good agreement with recent works, particularly with the nitrogen scattering model.
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Weil, Thierry. "Etude theorique du transport perpendiculaire aux couches dans les semiconducteurs 3-5 modules suivant une dimension." Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066099.
Abstract:
Proposition d'un modele pour le transport inelastique et application au transport assiste par phonons entre deux puits quantiques, a la capture des porteurs par le puits quantique d'un laser sch, au transport dans les pseudoalliages quaternaires et dans les superreseaux. Analyse des differents modeles de l'effet tunnel et discussion de la duree de l'effet tunnel; application aux diodes a double barriere et mise en evidence de l'equivalence des descriptions basees sur l'effet tunnel resonnant et sur l'effet tunnel sequentiel, au moins en regime continu; effets des diffusions, developpement d'un modele sequentiel a partir du formalisme d'oppenheimer. Algorithme de calcul du transport perpendiculaire dans les heterostructures (approche de la cao des structures de bande)
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Rigby, Pauline. "A critical appraisal of the design, fabrication and assessment of photonic structures in III-V semiconductors." Thesis, University of Oxford, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.302497.
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Hajlaoui, Chahira. "Etude des propriétés structurales et électroniques des nanofil semiconducteurs III-V." Thesis, Rennes, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAR0012/document.
Abstract:
Les nanofils semiconducteurs suscitent un vif intérêt tant pour leurs propriétés fondamentales originales que pour leurs applications potentielles en opto- et nano-Électronique. La physique des nanofils et en particulier des matériaux à la base est difficile à caractériser. Dans ce contexte, la simulation numérique peut apporter des réponses quantitatives aux problèmes posés par ces objets et aider à explorer leur potentiel. En particulier, leur cristallisation se fait dans une phase hexagonale wurtzite mais avec des fautes d’empilement qui donnent lieu à des insertions de séquence cubique. La structure cubique blende de zinc a été largement étudiée, les différents aspects physiques des semiconducteurs l’adoptant sont bien illustrés dans la littérature. Par contre, ils sont mal compris en phase wurtzite. C’est pourquoi, l’étude des propriétés structurales et électroniques des cristaux III-V et hétérostructures wurtzite a fait l’objet du présent travail. En particulier, je me suis intéressée à déterminer les paramètres structuraux et électroniques d’ InAs et InP. Pour aborder ces problématiques il convient de trouver une méthode théorique adaptée. Dans ce contexte, les modélisations ab initio permettent d’explorer les propriétés globales sans une connaissance expérimentale à priori des systèmes étudiés. Elles reposent sur la résolution variationnelle de l’équation de Schrödinger qui est lourde d’un point de vue computationnel. Il existe donc toute une hiérarchie de modèles plus ou moins sophistiqués qui approchent plus ou moins la solution exacte du problème. Dans le cadre de ce travail, j’ai utilisé la théorie de la fonctionnelle de la densité qui reproduit les résultats expérimentaux de structures mais peine à évaluer les niveaux énergétiques vides. Cette difficulté est due à la définition des effets à N corps et notamment aux effets de corrélation entre les électrons. L’erreur dans l’évaluation des énergies est corrigée grâce à la correction apportée par l’approximation GW ou les fonctionnelles hybrides. Ainsi, j’ai pu obtenir des structures électroniques correctes et exploitables afin de déterminer les potentiels de déformation. Il est notamment possible de faire varier la composition des nanofils de long de leur axe de croissance afin d’y introduire des jonctions p-N, des boîtes quantiques ou des barrières tunnel. Ces hétérostructures offrent de multiples opportunités : la faisabilité de transistors, de diodes à effet tunnel résonant ou de dispositifs à un électron basés sur les nanofils de silicium ou de III-V a ainsi déjà été démontrée. Ces matériaux permettent de réaliser des hétérostructures inédites car ils peuvent s’accommoder de forts désaccords de maille en déformant leur surface. La relaxation des contraintes structurales a toutefois un impact important sur leurs propriétés électroniques et optiques. Un des paramètres importants pour bien comprendre le comportement de ces structures quantiques est l’offset électronique ou la discontinuité énergétique. Il a été calculé pour le système InAs/InP et confronté à des études expérimentales suivant les directions de croissanceSemiconductor nanowires are attracting much attention both for their original properties and their potential applications in opto- and nanoelectronics. The physics of nanowires and in particular materials at the base is poorly understood and difficult to characterize. In this context, the numerical simulation can provide quantitative answers to the problems posed by these objects and help to explore their potential. In particular, their crystallization is in a wurtzite (WZ) hexagonal phase but with stacking faults that result in insertions of cubic sequences. The zinc blende structure has been widely studied; the various structural, electronic and optical properties of semiconductor materials adopting this structure are well illustrated and discussed in the literature. On the other side, these properties are poorly understood for WZ. Study of WZ III-V materials and related heterostructures is the subject of this work. In particular, I have simulated the structural and electronic properties of relaxed InAs and InP and under strain condition. ab initio modeling or first principle may explore structural, electronic and dynamics of matter without any experimental prior knowledge. Here, DFT calculations are performed to model the structural and electronic properties of WZ InAs and InP. The error in the evaluation of conduction energy states has been circumvented with the use of GW approximation and hybrid functionals. Finally, I have studied band offset alignment and polarizations effects in InAs/InP WZ system
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Miller, Jeffrey Lee II. "An evaluation of quality in compositions for school band (Grades III and IV)| A regional study." Thesis, The Florida State University, 2013. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3596545.
Abstract:
The current study was designed to examine the question of quality as it relates to school band music composed for the performance levels of Grade III and IV. This was accomplished across two concurrent studies. The purpose of the primary study was to: (a) compare state prescribed lists for common compositions, (b) to examine the opinions of expert middle school band directors regarding the quality of those common compositions (grades III & IV), and (c) to identify a select pool of meritorious compositions. The purpose of the secondary study was to: (a) examine the opinions of prominent college band directors regarding the quality of the same list of literature evaluated by middle school band directors, and (b) to identify a select pool of meritorious compositions. The overall purpose of the combined surveys was to establish a select list of compositions known to both expert middle school and college band directors that are recognized for their meritorious quality and may be of use to educators of all levels.
Participants (N = 64) were expert middle school ( n = 32) and college (n = 32) band directors who completed an online survey consisting of three sections: (a) Demographic Data, (b) Evaluation of Compositions, and (c) Suggested Compositions for Further Study. Analysis of responses found that all directors rated each of the 189 compositions and that a strong level of agreement of the rated level of quality was present within subjects. However, when compared, there was a statistically significant difference showing a wider range of quality ratings assigned by college band directors. Further analysis revealed a list of 32 compositions which were known by five or more evaluators and possessed a minimum of 79 percent of the total points each composition could receive. As before, analysis of responses found a strong level of agreement of the rated level of quality within subjects and a statistically significant difference in the ratings assigned by each group. This final list establishes a collection of wind band compositions which are among the finest grade III and IV compositions known by the expert panel of evaluators. Works on this list represent many, if not all, compositions which should be familiar to all conductors, instrumental music educators, and their students.
Compositions suggested for further study (N = 72) were self-identified by researchers as grade III or IV compositions that were not included as part of the present study. No attempt to state the quality of these works is made by the researcher and therefore should be investigated in future studies. Implications, additional findings, and suggestions for future research are discussed.
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Loth, Sebastian. "Atomic scale images of acceptors in III-V semiconductors band bending, tunneling paths and wave functions /." Göttingen : Univ.-Verl. Göttingen, 2008. http://d-nb.info/989995232/34.
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Altegoer, Florian [Verfasser], and Gert [Akademischer Betreuer] Bange. "Structural and functional studies on the homeostasis and type-III-secretion of flagellin / Florian Altegoer ; Betreuer: Gert Bange." Marburg : Philipps-Universität Marburg, 2017. http://d-nb.info/1144625998/34.
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Mohammad, Rezek Mahmoud Salim. "The Electronic Band Structure Of Iii (in, Al, Ga)-v (n, As, Sb) Compounds And Ternary Alloys." Phd thesis, METU, 2005. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12606292/index.pdf.
Abstract:
In this work, the electronic band structure of III (In, Al, Ga) - V (N, As, Sb)
compounds and their ternary alloys have been investigated by density functional
theory (DFT) within generalized gradient approximation (GGA) and empirical
tight binding (ETB) calculations, respectively.
The present DFT-GGA calculations have shown direct band gap structures
in zinc-blende phase for InN, InAs, InSb, GaN, and GaAs. However, indirect
band gap structures have been obtained for cubic AlN, AlSb and AlAs com-
poundshere, the conduction band minima of both AlN and AlAs are located at X symmetry point, while that of AlSb is at a position lying along Gamma- X direction. An important part of this work consists of ETB calculations which have been parameterized for sp3d2 basis and nearest neighbor interactions to study the band gap bowing of III(In
Al)- V(N
As
Sb) ternary alloys. This ETB model provides a satisfactory electronic properties of alloys within reasonable calculation time compared to the calculations of DFT. Since the present ETB energy parameters reproduce successfully the band structures of the compounds at ¡
and X symme- try points, they are considered reliable for the band gap bowing calculations of the ternary alloys. In the present work, the band gap engineering of InNxAs1¡
x, InNxSb1¡
x, InAsxSb1¡
x, Al1¡
xInxN, Al1¡
xInxSb and Al1¡
xInxAs alloys has been studied for total range of constituents (0 <
x <
1). The downward band gap bowing seems the largest in InNxAs1¡
x alloys among the alloys considered in this work. A metallic character of InNxAs1¡
x, InNxSb1¡
x and InAsxSb1¡
x has been ob- tained in the present calculations for certain concentration range of constituents (N
As) as predicted in the literature. Even for a small amount of contents (x), a decrease of the electronic e®
ective mass around ¡
symmetry point appears for InNxAs1-x, InNxSb1-x and InAsxSb1-x alloys manifesting itself by an increase of the band curvature. The calculated cross over from indirect to direct band gap of ternary Al alloys has been found to be consistent with the measurements. As a last summary, the determinations of the band gaps of alloys as a function of contents, the concentration range of con- stituents leading to metallic character of the alloys, the change of the electronic effective mass around the Brillioun zone center (Gamma) as a function of alloy contents, the cross over from indirect to direct band gap of the alloys which are direct on one end, indirect on the other end, are main achievements in this work, indispensable for the development of mate- rials leading to new modern circuit components.
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Jaffal, Ali. "Single photon sources emitting in the telecom band based on III-V nanowires monolithically grown on silicon." Thesis, Lyon, 2020. http://www.theses.fr/2020LYSEI019.
Abstract:
Une source de photons uniques (SPU) dans la bande télécom, épitaxiées sur un substrat de silicium (Si), est le Saint Graal pour réaliser des dispositifs CMOS compatibles pour les technologies de l'information optiques. Pour atteindre cet objectif, nous proposons la croissance monolithique de Boîte Quantiques-Nanofils (BQ-NFs) InAs/InP sur des substrats de silicium par épitaxie par jet moléculaire (EJM) en utilisant la méthode vapeur-liquide-solide (VLS). Au début, nous avons concentré nos efforts sur l'optimisation des conditions de croissance afin d'obtenir une densité de NF ultra-faible sans effort avant ou après la croissance, ce qui nous permet d'exciter optiquement un seul BQ-NF sur l'échantillon tel qu'il a été épitaxiées et de préserver la croissance monolithique sur le silicium. Par la suite, nous avons porté notre attention sur l'amélioration de l'extraction de la lumière de la BQ InAs du guide d'onde InP NF vers l'espace libre pour obtenir une source lumineuse avec un profil d'émission en Champ Lointain (CL) gaussien afin de coupler efficacement les photons individuels à une fibre optique monomode. Cela a été réalisé en contrôlant la géométrie de NF pour obtenir des NFs en forme d'aiguille avec un très petit angle de conicité et un diamètre de NF adapté pour supporter un guide d'onde monomode. Une telle géométrie a été produite avec succès en utilisant un équilibre induit par la température sur les croissances axiale et radiale pendant la croissance des NFs catalysée par l'or. Des mesures optiques ont confirmé la nature mono-photonique des photons émis avec g2(0) = 0,05 et un profil d'émission gaussien en CL avec un angle d'émission θ = 30°. Pour obtenir des performances optimales, nous avons ensuite abordé une question cruciale dans cette géométrie de NF représentée par l'état de polarisation inconnu des photons émis. Pour résoudre ce problème, une solution consiste à intégrer un seul BQ dans un NF avec une section asymétrique optimisée pour inhiber un état de polarisation et améliorer l'efficacité d'émission de l'autre. Une stratégie de croissance originale a été proposée, permettant d'obtenir des photons à haut degré de polarisation linéaire parallèle à l'axe allongé des NFs asymétriques. Enfin, l'encapsulation des BQ-NFs dans des guides d'ondes en silicium amorphe (a-Si) a ouvert la voie à la production des dispositifs des SPU entièrement intégrés sur Si dans un avenir procheA telecom band single photon source (SPS) monolithically grown on silicon (Si) substrate is the Holy Grail to realize CMOS compatible devices for optical-based information technologies. To reach this goal, we propose the monolithic growth of InAs/InP quantum dot-nanowires (QD-NWs) on silicon substrates by molecular beam epitaxy (MBE) using the vapour-liquid-solid (VLS) method. In the beginning, we have focused our efforts on optimizing the growth conditions aiming at achieving ultra-low NWs density without any pre-growth or post-growth efforts allowing us to optically excite a single QD-NW on the as-grown sample and to preserve the monolithic growth on silicon. Subsequently, we have turned our attention on enhancing the InAs QD light extraction from the InP NW waveguide towards the free space to achieve a bright source with a Gaussian far-field (FF) emission profile to efficiently couple the single photons to a single-mode optical fiber. This was done by controlling the NW geometry to obtain needlelike-tapered NWs with a very small taper angle and a NW diameter tailored to support a single mode waveguide. Such a geometry was successfully produced using a temperature-induced balance over axial and radial growths during the gold-catalyzed growth of the NWs. Optical measurements have confirmed the single photon nature of the emitted photons with g2(0) = 0.05 and a Gaussian FF emission profile with an emission angle θ = 30°. For optimal device performances, we have then tackled a crucial issue in such NW geometry represented by the unknown polarization state of the emitted photons. To solve this issue, one solution is to embed a single QD in a NW with an asymmetrical cross-section optimized to inhibit one polarization state and to improve the emission efficiency of the other one. An original growth strategy was proposed permitting us to obtain highly linearly polarized photons along the elongated axis of the asymmetrical NWs. Finally, the encapsulation of the QD-NWs within amorphous silicon (a-Si) waveguides have opened the path to produce fully integrated SPSs devices on Si in the near future
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Loth, Sebastian [Verfasser]. "Atomic scale images of acceptors in III-V semiconductors : band bending, tunneling paths and wave functions / Sebastian Loth." Göttingen : Univ.-Verl. Göttingen, 2008. http://d-nb.info/989995232/34.