Tesis: "Propriétés optiques de semiconducteurs"

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Lamouche, Guy. "Propriétés optiques des semiconducteurs, impuretés et points quantiques". Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1996. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk3/ftp04/nq21480.pdf.

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Zhao, Shen. "Propriétés optiques de nanorubans et boites quantiques de graphène". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLN032/document.

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Resumen

Ce manuscrit présente une étude expérimentale sur les propriétés optiques des nanorubans de graphène (acronyme anglais : GNRs) et des boites quantiques de graphène (acronyme anglais : GQDs) synthétisés par la chimie ascendante.Pour la partie sur les GNRs, les spectres d'absorption et de photoluminescence ainsi que les mesures de la durée de vie sur la dispersion impliquent la formation d'états excimères résultant de l'agrégation des GNRs. Au moyen de la microscopie confocale et de la microscopie à force atomique, nous observons l'émission de petits agrégats de GNRs confirmant leur capacité à émettre de la lumière à l'état solide. D'autre part, les caractérisations optiques des GNRs synthétisés sur une surface d’or présentent des caractéristiques de Raman remarquables, impliquant les propriétés vibrationnelles spécifiques des GNRs par rapport au graphène et aux nanotubes de carbone. La PL observée est spectralement large avec une énergie plus élevée que celle de la bande interdite des GNRs. Cela pourrait être lié aux défauts créés lors de la préparation de l'échantillon.Pour la partie sur les GQDs, les résultats de spectroscopie optique indiquent que les GQDs sont individualisées en dispersion plutôt que sous la forme d’agrégats. Ensuite, grâce à la microphotoluminescence, nous abordons directement les propriétés intrinsèques des GQDs uniques. Des mesures de corrélation de photons de second ordre révèlent que les GQDs présentent une émission de photons uniques avec une grande pureté. De plus, l'émission de GQD présente une bonne photo-stabilité avec une brillance élevée. Comme premier exemple de l'accordabilité optique des GQDs via le contrôle de la structure, nous observons que l'émission de GQDs fonctionalisés avec des atomes de chlore est décalée de près de 100 nm tout en maintenant une émission de photons uniques
This manuscript presents an experimental study on the optical properties of graphene nanoribbons (GNRs) and graphene quantum dots (GQDs) synthesized by bottom-up chemistry.For the part on GNRs, the optical absorption and photoluminescence spectra as well as the life-time measurements on the dispersion of solution-mediated synthesized GNRs implies the formation of excimer states as a result of aggregation of GNRs. By means of confocal fluorescence microscopy and atomic force microscopy, we observe the emission of small GNR aggregates confirming the ability of GNRs to emit light in the solid state. On the other hand, the optical characterizations of on-surface synthesized GNRs shows remarkable Raman features, implying the distinct vibrational properties of GNRs compared to graphene and carbon nanotubes. The observed PL is spectrally broad with higher energy instead of a bright bandgap emission, which might be related to the defects created during the sample preparation.For the part on GQDs, the optical spectroscopy results indicate that GQDs are individualized in dispersions rather than in the form of aggregates. Then by means of microphotoluminescence, we directly address the intrinsic properties of single GQDs. Second-order photon correlation measurements reveal that GQDs exhibit single-photon emission with a high purity. Notably, the emission of GQDs has good photo-stability with high brightness. As a first example of the optical tunability of GQDs through the control of their structure, we observe that the emission of single edge-chlorinated GQDs is redshifted by almost 100 nm while maintaining the single-photon emission

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Wen, Shi-Jie. "Étude des propriétés électroniques de semiconducteurs à base de In₂O₃". Bordeaux 1, 1992. http://www.theses.fr/1992BOR10594.

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Resumen

Dans le but d'améliorer les performances d'électrodes à base d'IO ou d'ITO, une étude comparative des propriétés électroniques de monocristaux, de céramiques et de couches minces a été réalisée. Nous avons pu ainsi proposer de nouveaux éléments dopants et, corrélativement, de nouvelles électrodes transparentes et conductrices (IO:Ge, ITO:Ge,. . . ).

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Zaoui, Ali. "Etude des propriétés structurales, électroniques et optiques des semi-conducteurs de type AN B8-N et de leurs alliages". Metz, 1999. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1999/Zaoui.Ali.SMZ9943.pdf.

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Cette thèse a été conçue dans le but de déterminer les propriétés structurales, électroniques et optiques d'une grande variété de semi-conducteurs à liaisons tétraédriques, allant des plus covalents aux plus ioniques, des semi-conducteurs de type IV-IV aux semi-conducteurs de type I-VII. Pour cela nous avons utilisé un large éventail de méthodes de calcul, allant de l'empirique au premier principe en passant par le semi-empirique. Cette diversité de méthode nous a permis d'optimiser des résultats relatifs à chaque propriété étudiée. La notion d'ionicité a été définit et utilisée pour prédire la transition de phase structurale sous pression. Par ailleurs, l'effet d'alliage a été modifié en utilisant l'approximation du cristal virtuel (VCA). L'ensemble des résultats a été confronté à ceux de l'expérimental

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Ingert, Dorothée. "Synthèse et propriétés optiques de semiconducteurs II-VI à l'échelle nanométrique". Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066250.

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Hizem, Neila. "Etude des propriétés électro-optiques des impuretés vanadium et nickel dans GaAs". Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0028.

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Au cours de ce travail nous avons étudié l'effet de l'introduction du Vanadium et du Nickel sur les propriétés électriques et optiques de matériaux GaAs. Un ensemble de caractérisations électro-optiques basé essentiellement sur les techniques capacitives (DLTS,DLOS), et optiques (AO, PL), a été utilisé pour réaliser cette étude. Les principaux résultats se résument comme suit (1) Nous avons tenté de réaliser des dispositifs électroluminescents à base de GaAs : V élaboré par épitaxie en phase liquide(LPE). Nous avons mis en évidence des problèmes métallurgiques liés à la réactivité du V avec le creuset en graphite se traduisant par une forte pollution des couches GaAs en Carbone. Nous avons minimisé cette dernière en recouvrant le creuset en graphite par du nitrure de bore pyrolitique (PBN). Sur les couches réalisées les mesures de photoluminescence et de SIMS ont révélé une faible incorporation du V dans les conditions de la LPE : le coefficient de distribution du V est trouvé de 10exp-6. Ce résultat explique la difficulté de détecter la transition interne du Vanadium par électroluminescence. (2) Des mesures DLTS, DLOS et AO réalisées sur divers matériaux GaAs dopes V, de type différents montrent de façon certaine que le seul niveau associé au V est le niveau simple accepteur v2+N3+ situé à Ec- 0,15 eV. Ce niveau ne peut en aucun cas être responsable d'un caractère semi isolant. Les mesures absolues de la section de photo ionisation σn° (hυ) montrent que ce niveau possède une configuration orbitale de bas spin de type 2E. Enfin nous avons mis en évidence sur ce niveau un effet de champ électrique et nous l'avons interprété en terme d'émission tunnel assisté par phonons. (3) Dans le cas du Nickel dans GaAs, nous avons montré pour la première fois que le Ni n'introduit qu'un seul centre double accepteur Ni+JNi2+ situé à Ec- 0. 4 eV. Ce centre profond est responsable de l'apparition d'une zone de haute résistivité située sous le contact Au-Ge-Ni. (4) Enfin, nous avons mis au point une procédure technologique pour la réalisation de diodes Schottky de bonne qualité sur GaSb de type n. L'étude des caractéristiques électriques de ces structures a révélé un comportement comparable à celui observé sur les barrières Schottky GaAs.

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Capet, Frédéric. "Évolution sous pression hydrostatique des propriétés structurales, optiques et électroniques du semi-conducteur ternaire : cugas2". Lille 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LIL10148.

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Le travail présente consiste en l'étude d'un semi-conducteur ternaire: CuGaS2. La famille de la chalcopyrite dont fait partie ce compose suscite, à l'heure actuelle, un intérêt grandissant compte tenu des applications possibles dans le domaine de l'optique non linéaire, des détecteurs photovoltaïques et des cellules solaires. En dépit d'une grande similitude structurale entre CuGaS2 et son analogue binaire (ZnS), la largeur de la bande interdite du compose ternaire est notablement plus faible. A partir de mesures de l'absorption optique, nous montrons l'évolution, sous pression hydrostatique, de cette anomalie du gap. Par diffraction des rayons x sur monocristaux, nous avons étudié la structure cristalline, sous pression, du compose ternaire et mis en évidence les différences essentielles qui résident entre les composes binaire et ternaire : (1) la substitution de l'atome de zinc par alternativement du cuivre et du gallium crée des liaisons différentes avec un changement dans l'électronégativité des ions. (2) Du fait de cette disparité des ions, l'atome chalcogène se trouve déplace de sa position spéciale. (3) Enfin, apparaît une distorsion tétragonale. L'origine de l'anomalie du gap a été attribuée principalement à une hybridation p-d entre les électrons p du soufre et les électrons d du cuivre. Une analyse multipolaire de la distribution de la densité électronique nous a permis de comparer les liaisons Ga-S et Cu-S.

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Malonga, Frédéric. "Propriétés électroniques et optiques des superréseaux semiconducteurs contraints suivant [001] et [111]". Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20267.

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Ce memoire decrit les proprietes electroniques et optiques des superreseaux epitaxies dans les directions cristallographiques (001) et (111). On etudie l'eclatement des bandes d'energie des semiconducteurs massifs sous l'effet d'une contrainte de symetrie (001) ou (111). Les resultats obtenus ont ete utilises pour decrire l'effet piezoelectrique caracteristique des superreseaux (111) contraints znse/znte et (ga,in)as/gaas. Afin de montrer la difference fondamentale entre les superreseaux (001) et (111), une etude comparative de leurs proprietes electroniques et optiques a ete faite. Ce travail a permis de montrer que l'effet piezoelectrique peut etre exploite dans des dispositifs utilisant des heterostructures contraintes de symetrie (111) et a faible offset chimique

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Ferraro, Mario. "Ingénierie des propriétés optiques des métamatériaux semiconducteurs à base d’oxyde de zinc". Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4092.

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Dans le cadre de l'ingénierie des propriétés optiques des matériaux, ce travail de thèse a proposé deux nanostructures semi-conductrices innovantes à base de ZnO. La première consistait en un empilement suspendu de puits quantiques de ZnO-ZnMgO dont la distribution des modes guidés est modifiée par un réseau sous-longueur d'onde de SiO2. En particulier, une dispersion présentant deux minima a été réalisée. Une telle dispersion particulière permet, en principe, la formation simultanée de deux condensats de polaritons dégénérés, distingués uniquement par leurs valeurs du vecteur k. Une structure suspendue mécaniquement stable a été réalisée. Cependant, certains problèmes de fabrication, entraînant des effets de diffusion néfastes lors de la caractérisation optique, doivent encore être résolus afin d'améliorer la qualité des échantillons. La deuxième structure que nous avons proposée est un métamatériau hyperbolique fonctionnant aux fréquences dans les moyennes IR, dont la dispersion est fonction de la transition entre sous-bandes. Une telle résonance peut être utilisée pour ajuster le comportement optique d'une structure à puits quantiques afin d'obtenir une réfraction négative. Nos résultats peuvent être vus dans un cadre plus général : nous avons mis au point un modèle permettant de déterminer qu’une résonance de type lorentzien peut être utilisée pour fournir un comportement du type métamatériel hyperbolique ainsi que une réfraction négative. Nos résultats relient pour la première fois les concepts de la transition intersousbande aux métamatériaux hyperboliques et ouvrent la voie à la réalisation de dispositifs basés sur la transition intersousbande. En termes de perspectives, nous avons également proposé une façon intuitive de résoudre la forte absorption caractérisant les HMM. Ces derniers est un des inconvénients les plus critiques limitant leur utilisation dans des applications réelles
In the framework of engineering the optical properties of materials, this thesis work proposed two innovative ZnO semiconductor nanostructures. The first one consisted of a suspended ZnO-ZnMgO multiple quantum wells slab whose guided modes distribution is modified by an SiO2 subwavelength grating. In particular, a dispersion featuring two minima was realized. Such a peculiar dispersion allows, in principle, the simultaneous formation of two degenerate polariton condensates, distinguished only by their k-vector values. A mechanically stable suspended structure has been realized. However, some fabrication issues, resulting in detrimental scattering effects during the optical characterization, still have to be fixed in order to improve the samples quality. The second structure that we proposed is a hyperbolic metamaterial working at mid-IR frequencies, whose dispersion is driven by the intersubband transition. Such a resonance can be used to tune the optical behavior of a multi-quantum wells structure up to achieve negative refraction. Our results can be seen in a more general framework: we have developed a toymodel able to determine that a lorentzian-like resonance can be used to provide hyperbolic metamaterial behavior and negative refraction. Our results connected for the first time the concepts of intersubband transition with hyperbolic metamaterials and open the way to the realization of quantum intersubband transition based devices. In term of perspectives, we have also proposed an intuitive way to overcome the high absorption characterizing HMM. The latter being one of the most critical drawback limiting their deployment in realistic applications

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Kany, François. "Étude des propriétés magnéto-optiques d'hétérostructures quantiques à base de semiconducteurs semimagnétiques". Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015), 1997. http://www.theses.fr/1997GRE10251.

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Le tellurure de cadmium et de manganese est l'un des semiconducteurs semimagnetiques les plus connus. On l'obtient, a partir d'un cristal ii-vi de cdte, en substituant des atomes de cadmium par des atomes de manganese (qui ont un spin 5/2). Deux phenomenes se combinent alors. D'une part, les atomes de manganese forment un systeme de spins localises qui est paramagnetique et, lorsque ceux-ci sont en concentration importante, ces spins se couplent entre-eux de facon antiferromagnetique. D'autre part, les porteurs que l'on peut photo-creer ont un spin (delocalise) qui interagit egalement avec celui des atomes de manganese. Ces deux effets, qui sont en fait interdependants, sont respectivement responsables des proprietes magnetiques et des proprietes optiques de cd#1#-#xmn#xte a l'etat massif ; ces dernieres se caracterisent notamment par un effet zeeman, proportionnel a l'aimantation, qui peut etre cent fois plus important que dans cdte. L'objet de cette these est double. Dans un premier temps, nous avons utilise ce materiau dans des structures de basse dimensionnalite : puits quantiques, super-reseaux, couches fractionnaires, super-reseaux verticaux. Les proprietes magneto-optiques de cdmnte nous ont ainsi permis d'observer les phenomenes de segregation du manganese dans un reseau de cdte et d'etudier les modifications de l'aimantation par rapport au massif. Ces travaux nous ont amenes a developper une nouvelle technique de croissance et nous avons pu, pour la premiere fois dans les semiconducteurs ii-vi, observer l'anisotropie de la polarisation de la luminescence de super-reseaux verticaux mnte/cdte. Dans un deuxieme temps, nous avons utilise cdmnte dans des puits quantiques a l'interieur de microcavites afin de modifier, grace a un champ magnetique, le couplage entre le niveau excitonique du puits et le niveau photonique de la cavite. Nous avons ainsi pu observer un regime de couplage fort (effet rabi) et obtenir un effet laser sur une transition polaritonique.

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Petit, Jacques. "Section efficace de photoionisation des niveaux profonds dans les semiconducteurs". Lille 1, 1985. http://www.theses.fr/1985LIL10084.

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Mise en évidence de l'importance de la modification subie par les états de bande et occasionnée par la présence d'un défaut ponctuel sur les propriétés optiques des semiconducteurs. Le calcul est effectué dans l'approximation des liaisons fortes. Application et comparaison des résultats au cas de S, Se, Zn dans le silicium.

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Albe, Virginie. "Nanocristaux semiconducteurs : effets de confinement, de forme et de dopage". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20064.

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Les nanocristaux ou cristallites sont des structures zero-dimensionnelles contenant quelques dizaines a plusieurs milliers d'atomes dont les tailles sont a l'echelle nanoscopique. La reduction de dimensionalite dans ces materiaux produit un confinement quantique tridimensionnel. Ce memoire presente l'etude des effets du confinement sur les proprietes electroniques et optiques des cristallites. La dependance des energies de l'etat fondamental et des spectres optiques en fonction de la taille, la forme, la structure de la surface et la dispersion de taille des nanocristaux est examinee. Une etude comparative de nos resultats avec ceux obtenus dans d'autres modeles (approximation de la masse effective, methode du pseudo-potentiel, modele des orbitales effectives) et avec l'experience a ete realisee. Ce travail a montre que l'approche des liaisons fortes permet une bonne description des energies de premiere transition et des spectres optiques en fonction de la taille des cristallites, de la molecule au cristal massif.

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Garcia, Perez Miguel Angel. "Etude des propriétés optiques des microstructures InGaAs/InAlAs épitaxiées sur InP". Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0086.

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Ce travail porte sur l'étude des propriétés optiques des couches minces de InGaAs/InAlAs épitaxiées sur InP. Il comporte trois volets principaux : - La première partie de ce travail concerne l'étude des interfaces de type II dans le système InAIAs/lnP. Nos échantillons ont été élaborés par épitaxie en phase vapeur aux organométalliques (EPVOM). Nous avons analysé la luminescence associée aux interfaces directe (InAlAs sur lnP) et inverse (InP sur InAIAs ), et nous avons pu montrer que ces interfaces n'étaient pas équivalentes. Dans la deuxième partie, nous présentons l'effet des interruptions de croissance (stabilisée en élément du groupe III) sur la qualité des interfaces dans le système ln GaAs contraint dans InAIAs accordé sur substrat InP. Dans la troisième partie, nous avons étudié les processus de relaxation élastique en fonction des conditions de croissance, dans le cas des puits quantiques d'InGaAs à forte contrainte en compression, dans des barrières d'InAIAs accordé sur substrat d'InP. L'objectif du projet dans lequel nous avons participé était d'améliorer la qualité des interfaces et les performances électroniques, afin de contribuer à l'optimisation de dispositifs HEMT. Nous avons établi les conditions de croissance idéales qui repoussent le développement d'une morphologie tridimensionnelle du mode de croissance. Pour ces deux dernières études, les échantillons ont été élaborés par épitaxie par jets moléculaires
In this work we have studied the optical properties of InGaAs/InAlAs thin layers grown on InP. In the frrst part of this work, we have studied the type II InAIAs/InP interfaces. Our samples were grown by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE). We have analyzed the photoluminescence of the direct interface (InAIAs grown on InP) and of the inverse one (InP grown on InAIAs). We have shown that these interfaces are not equivalent. In the second part, we have presented the effects of growth interruption under cation stabilization, on the interface quality of strained InGaAs/InAlAs quantum wells. In the third part, we have studied the elastic relaxation processes of highly compression strained InGaAs quantum well in lattice matched InAlAs barrier. The aim of this study was to improve the interface qualities and the electronics performances, to optimize HEMT devices. W e have established the optimum growth conditions that prevents the three-dimensional morphology of the growth mode. Ail InGaAs/InAlAs samples were grown by molecular beam epitaxy (MBE)

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Renard, Julien. "Propriétés optiques de boites quantiques et nanofils à base de GaN". Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10145.

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Nous avons étudié par diverses techniques de photoluminescence les propriétés optiques d'hétérostructures à base de composés III-N de structure wurtzite. Des expériences de photoluminescence résolues en polarisation nous ont permis de mettre en évidence l'influence des contraintes et du confinement sur la structure de bande d'une hétérostructure. L'étude de boites quantiques unique GaN/AIN a pu être réalisée sur un système original: une boite quantique comme tranche d'un nanofil. Ce nouveau système nous a ainsi permis d'identifier les émissions de l'ex ci ton et du biexciton. Nous avons également démontré le caractère d'émetteur de photon unique d'une boîte quantique insérée dans un nanofil grâce à une expérience de corrélation de photon fonctionnant dans l'ultraviolet. Nous nous sommes également intéressés aux propriétés optiques de microdisques III-N et avons mesuré des facteurs de qualité atteignant 11000, ouvrant la porte à l'étude de l'effet Purcell dans ces structures. Finalement nous nous sommes penchés sur la dynamique des porteurs et du spin dans les hétérostructures GaN/AIN. Les boîtes quantiques se révèlent extrêmement efficaces pour éviter les recombinaisons non radiatives, les temps de déclin de la luminescence étant indépendants de la température même pour des boites présentant des déclins de l'ordre de la microseconde. Les boites quantiques semblent aussi être très efficientes pour supprimer les effets de diffusion sur le spin d'un exciton localisé. En effet des expériences d'alignement optique en pompage quasi résonnant nous ont permis de montrer que la polarisation induite était conservée sur la durée de vie de l'ex ci ton et ce jusqu'à température ambiante
We studied the optical properties of wurtzite III-N heterostructures by means of various photoluminescence methods. Polarization resolved photoluminescence experiments allowed us to probe the combined effects of strain and confinement on the band structure of an heterostructure. We managed to perform the study of single GaN/AIN quantum dots on and original system: a quantum dot as a slice of a nanowire. This new system allowed us to identify the exciton and biexciton recombination. We also demonstrated that this structure behave as a single photon source thanks to a correlation experiment performed in the UV. We also studied the optical properties of III-N microdisks and measured quality factors up to 11000, which is promising to demonstrate the Purcell effect. Finally, we studied the carrier and spin dynamics in GaN/AIN heterostructures. The quantum dots are very efficient to inhibit the non radiative recombinations. The decay times are indeed not sensitive to temperature, ev en for lifetimes in the micro second range. The quantum dots seem also to be very effective to reduce the spin scattering mechanisms for a localized exciton. Optical alignment experiments, performed under quasiresonnant excitation, allowed us to show that the induced polarization was conserved on the lifetime of the exciton up to room temperature

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Jean, Bruno. "Propriétés électriques, optiques et électro-optiques du semiconducteur CdIn2 Te4". Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10553.

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Cette these est consacree aux proprietes electriques, optiques et electro-optiques du semiconducteur ternaire cdin#2te#4. La premiere partie de la these est consacree a l'etude des proprietes optiques et de transport par absorption optique, photoluminescence, photoconductivite et effet hall. La compensation du materiau, due a des defauts antisites dans le sous reseau cationique, a ete mise en evidence par effet hall. Un niveau accepteur situe a environ 40 mev de la bande de valence a ete observe en photoconductivite. D'autre part, l'asymetrie des mesures de conductivite par la methode de van der pauw et aussi des spectres dlts (deep level transient spectroscopy) dont la forme depend de la tension de polarisation ont montre la presence d'un desordre a moyenne distance. Les fluctuations spatiales des bords de bandes qui en resultent permettent d'expliquer la plupart des resultats experimentaux. Enfin, un niveau donneur profond, situe a 0. 5 ev environ sous la bande de conduction, a ete observe par luminescence sur les echantillons presentant un ecart a la stchiometrie important. La seconde partie de ce travail est consacree au reexamen de la mesure du coefficient electro-optique r#4#1 en mode longitudinal. Nous montrons que les classiques mesures en detection synchrone peuvent conduire a des resultats errones si les electrodes transparentes n'ont pas un caractere ohmique. Un modele theorique est ensuite developpe pour rendre compte de la distribution particuliere du champ electrique due au caractere schottky des contacts. Les resultats de diverses mesures en champ electrique continu sont en bon accord avec le modele et nous permettent alors de proposer une nouvelle valeur du coefficient r#4#1, proche de 3pmv##1

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Royo, Francine. "Propriétés structurales et optiques des superréseaux InGaAs/InGaAs : mise en évidence d'une modulation tout optique". Montpellier 2, 1995. http://www.theses.fr/1995MON20181.

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Les superreseaux mixtes type i/type ii ingaas/ingaas constituent une classe particuliere de nano-structures tres etudiees pour leurs applications potentielles en optoelectronique, dans la gamme des 1. 55 m. L'alignement indirect de la bande de valence de trous legers et sa grande sensibilite a toute perturbation exterieure permettra en particulier la conception de modulateurs electro-optiques bases sur l'effet wannier-stark. L'essentiel de ce travail porte sur la possibilite de realiser une modulation tout optique des heterostructures in#0#. #4#7ga#0#. #5#3as/in#1#-#xga#xas epitaxiees par epvom. Nous montrons qu'il est fondamental de faire une analyse precise des proprietes structurales des dispositifs etudies puisque leur reponse finale depend de leurs caracteristiques structurales. Le jeu de parametres obtenu permet de calculer les niveaux d'energie confines correspondants, qui dans le cas des diodes pin, sont regroupes en echelles de wannier-stark. Nous pouvons ainsi parfaitement identifier les structures marquantes des spectres optiques obtenus a basse temperature. Nous montrons que, en ecrantant optiquement le champ electrique interne des diodes, une modulation efficace des spectres d'absorption est possible. La configuration particuliere type i/type ii de ces structures permet d'augmenter l'efficacite de la modulation car la transition de type ii, localisee autour de 1. 55 m et resultant de la delocalisation des electrons et des trous legers, est caracterisee par un bord d'absorption peu marque, dont la modulation peut etre tres efficace

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Monéger, Stéphane. "Spectroscopies optiques d'excitation de microstructures III-V contraintes". Lyon, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAL0089.

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Les systèmes In(Ga)As/InAlAs sur InP et InGaAs/(Al)GaAs sur GaAs ont été étudiés par sectroscopie optiques d'excitation. Les thecniques mises en œuvre sont l'excitation de la photoluminescence (EPL), la photoconductivité (PC) et la spectroscopie de modulation: photoréflectivité (PR), phototransmitivité (PT) et électroréflectivité (ER). Nous avons mis au pqint un programme d'ajustement théorique des spectres de photoréflectivité, permettant d'en extraire toutes les informations avec précision. Ces outils sont complémentaires les uns des autres et ont permis d'accéder aux propriétés optiques de ces matériaux. Le oint f de ces matériaux. Le point fort de ce travail est l'utilisation des puits quantiques contraints comme structure d'étude. Des puits quantiques dans le système InGaAs/InAlAs ont permis de déterminer la discontinuité de bande (à 5k et à 300k) pour des compositions en accord et en désaccord de maille sur InP, d'évaluer l'influence du lissa e des interfaces sur la qualité des structures, d'étudier l'évolution du paramètre d'élargissement de la PR avec le nombre quantique des transitions d'observer l'effet du dopage et de la température sur la réponse optique, et enfin, de mettre en évidence des puits de surface et de les modéliser. Une étude du même type a été menée dans le système InGaAs GaAs , où une ségrégation de l'indium a été introduite pour expliquer nos résultats. Une meilleure connaissance de la croissance des couches d'InAlAs sur !nP a été atteinte avec l'évaluation par photoréflectivité de la meilleure température de croissance et par l'étude des recombinaisons d'interface InAlAs/InP et InP/InAlAs
In(Ga)As/InAlAs on InP and InGaAs/(Al)GaAs on GaAs systems have been studied by optical excitation spectroscopies. These techniques are photoluminescence excitation (PLE), photoconductivity (PC) and modulation spectroscopies : phtoreflectance (PR) , phototransmittance (PT) and electroreflectance (ER). These several techniques have been employed in a complementary fashion to access, in association with theoretical calculations to optical properties of these materials. The key point of this work is the use of strained quantum wells as study structures. InGaAs/InAlAs quantum wells allows us a precise determination of the conduction band offset. This parameter has been determined at 5K and 300K for the lattice-matched composition and a lattice- mismatched one (In0;6Ca0,4As). Next, we have estimated the influence of growth interruption of the interface quality, studied the evolution of the broadening parameters of photoreflectance with quantum number observed the effect of doping and temperature on the optical response and, finally, we have taken in evidence and modelized surface quantum wells. Such a study has been done with InGaAs GaAs system ,where we introduce Indium segregation to explain our results. Another aspect of these experimental possibilities is illustrated through InAlAs/InP characterization with PR results about crystalline quality of InAlAs layers for different growth temperatures and with stud of InAlAs/InP and InP/InAlAs interface recombinations

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Buldawoo, Naveena. "Module d'émission-réception pour communications optiques à base d'amplificateur optique à semi-conducteur". Montpellier 2, 1999. http://www.theses.fr/1999MON20139.

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Ce memoire est consacre a l'etude des amplificateurs optiques a semi-conducteur (aosc) en vue de leur utilisation comme modulateur et detecteur dans le reseau fibre jusqu'a l'abonne. La premiere partie de ce travail est consacree a la mise en place d'un modele physique de l'aosc. Ce modele a permis de prevoir les principales caracteristiques de l'aosc. La deuxieme partie traite de l'etude theorique et experimentale de l'aosc en modulation directe dans une liaison de 18 km de fibre optique. Une etude de bruit est effectuee afin comparer les differentes contributions des elements de cette liaison. Une etude en photodetection est realisee en polarisation directe de l'aosc. Un modele de bruit par analogie avec une photodiode a avalanche est presente. Les etudes de transmission menees sur une liaison experimentale ont montre qu'il est possible de moduler l'aosc dans une plage de longueur d'onde de 40 nm a 1,55 micrometre a 155 mbit/s. Par ailleurs, en photodetection la reception de signaux dans la meme plage de longueur d'onde a ete effectuee jusqu'a 1,5 gbit/s pour une puissance detectee de 24,6 dbm et un taux d'erreur de 10 9.

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Girault, Gwenaëlle. "Contribution à l'étude de portes optiques à base d'amplificateurs optiques à semi-conducteurs pour le traitement tout-optique de signaux de télécommunications à très hauts débits". Rennes 1, 2007. http://www.theses.fr/2007REN1E003.

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Ces travaux de thèse sont consacrés à l'étude de portes optiques pour la conversion de longueur d'onde et la régénération optique du signal à très hauts débits. Le principe et la problématique de caractérisation de telles fonctions sont tout d'abord présentés puis un état de l'art des techniques est dressé. L'amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA) ayant constitué le coeur des dispositifs étudiés, quelques principes théoriques et les techniques pour le caractériser sont exposés. Un régénérateur 3R basé sur l'association de deux convertisseurs en longueur d'onde, un miroir à boucle optique non-linéaire à base de SOA (NOLM-SOA) et un double étage de SOA (DSSOA) est proposé. Il a permis de réaliser une transmission de 100 000 km sans erreur à 10 Gbit/s. Une étude approfondie de son comportement face aux variations de polarisation a ensuite été menée, mettant en évidence qu'un même SOA peut être plus ou moins sensible à la polarisation selon sa configuration d'utilisation (auto-saturation, saturation croisée, selon les longueurs d'ondes des signaux, leurs polarisations. . . ). Nous avons ainsi établi que le phénomène à l'origine de cette modification de sensibilité est un mélange d'onde entre la pompe et la sonde conduisant à une dissymétrie du spectre de gain dépendante des états de polarisation respectifs des deux ondes. Enfin, une technique à base de modulation de phase croisée dans un SOA convertie en modulation d'amplitude par un filtre décalé a été étudié à différents débits et pour différentes conditions de filtrage. Une conversion de longueur d'onde sans erreur à 80 Gbit/s a été obtenue grâce à un filtre décalé vers les courtes longueurs d'onde

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Moreau, Gautier. "Contribution à la caractérisation des propriétés optiques de guides planaires à boîtes quantiques InAs/InP(311)B émettant à 1,55 µm". Rennes 1, 2005. http://www.theses.fr/2005REN1E002.

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Ce travail de thèse porte sur la caractérisation et la compréhension des propriétés optiques d'un milieu semi-conducteurs à boîtes quantiques InAs/InP(311)B obtenues par épitaxie. Cette étude est menée dans le cadre de la réalisation de lasers à modulation directe et d'amplificateurs optiques multi-canaux sans diaphonie. Après un rappel du contexte des réseaux de télécommunications optiques, nous rappelons les principes physiques du fonctionnement d'un ensemble de boîtes quantiques ainsi que les spécificités de ce milieu par rapport aux composants à base de matériaux massifs de puits quantiques ou de "segments "quantiques. Ensuite, nous présentons les caractérisations effectuées par pompage optique sur des guides planaires à boîtes quantiques. Les résultats de l'oscillation laser obtenue sont discutés. Les mesures de gain, de pertes et du remplissage par les porteurs du milieu à boîtes quantiques sont ensuite presentées. La mise en perspective des différentes caractérisations permet une discussion du caractère inhomogène de nos boîtes quantiques à température ambiante. En complément de ces mesures est effectuée une étude sur la polarisation de l'emission du milieu. Enfin, nous présentons les résultats obtenus sur un amplificateur à guide monomode. La mise en place d'une technique de mesure pompe-sonde et les résultats ainsi obtenus sous saturation de l'absorption du niveau fondamental sont presentés. Nous terminons par une discussion de la largeur homogène sous saturation de l'absorption et sur le potentiel particuliers des boîtes quantiques pour le traitement du signal optique multi-canaux sans diaphonie inter-canal.

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Jensen, Pablo. "Métastabilité thermique dans le silicium amorphe hydrogéné intrinsèque". Lyon 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LYO10042.

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Ce travail aborde l'etude des phenomenes metastables d'origine thermique dans le silicium amorphe hydrogene (a-si:h) intrinseque. Nous demontrons qu'il existe a chaque temperature un etat d'equilibre. Cet equilibre n'est cependant pas atteint immediatement: la relaxation suit une exponentielle etiree: exp((t/)#) ou 0,50,8 et 1/ est thermiquement active avec une energie de 1,5 ev et un prefacteur de 10#1#4s##1. Nous montrons comment cet equilibre affecte la conductivite (mesuree en regime continu ou alternatif, en geometrie coplanaire ou sandwich) ainsi que la photoconductivite et l'absorption optique mesuree par la methode des photocourants constants. Nous trouvons notamment que la densite de defauts profonds (les liaisons pendantes) est activee thermiquement avec une energie d'environ 0,13 ev. Plusieurs experiences eliminent la possibilite que cet equilibre ne soit du qu'a une modification de la surface des echantillons, par des adsorbats comme l'eau notamment. L'ensemble des resultats experimentaux peut etre explique en supposant que les liaisons pendantes sont en equilibre thermodynamique. L'agent de cet equilibre serai l'hydrogene dont la vitesse de diffusion cadre remarquablement avec nos temps de relaxation. Les chagements de la conductivite et de la photoconductivite sont alors expliques grace a un modele simple de densite d'etats. Nous discutons ensuite de l'etendue de l'equilibre thermodynamique dans le a:si:h non dope. Finalement nous suggerons que les "cassures" observees dans les traces d'arrhenius de la conductivite, jusqu'ici mal expliquees, peuvent avoir pour source les phenomenes metastables

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Raoux, Sébastien. "Propriétés optiques de l'erbium au sein de films minces de fluorures épitaxiés sur semiconducteurs". Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10617.

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Ce travail de recherche examine une voie originale pour realiser des emetteurs de lumiere dans des milieux isolants en utilisant des techniques propres a la microelectronique. Il s'agit d'elaborer puis de caracteriser des films minces de fluorures epitaxies sur du silicium ou du phosphure d'indium et d'en etudier les proprietes de luminescence lorsque ces couches sont dopees par l'ion de terre rare erbium, dont l'emission a 1530 nm presente un interet pour les liaisons des telecommunications optiques. Les resultats experimentaux traitent des caracterisations physico-chimiques des films minces epitaxies, des proprietes de luminescence et enfin des applications industrielles de ces recherches. Il est montre que les films presentent une repartition homogene des elements le constituant et qu'une bonne qualite epitaxique peut etre obtenue pour une concentration d'erbium n'excedant pas 15%. La luminescence des films est intense, a temperature ambiante. Les principales longueurs d'ondes d'emission de l'ion erbium sont 543 nm, 656 nm, 980 nm, 1530 nm. Il est montre que la technique de croissance des films, par sublimation thermique sous ultravide, limite la formation des clusters, compare au cas des monocristaux. Il s'en suit que les mecanismes de couplage par transfert d'energie entre ions erbium sont reduits. De ce fait, on peut atteindre de tres fortes concentrations d'erbium (15 a 20%) sans constater d'extinction de luminescence a 1530 nm. De telles structures epitaxiees permettent d'accroitre de deux a trois ordres de grandeur les taux de dopage par rapport aux semiconducteurs et aux fibres dopes erbium. Cette etude presente une ouverture vers des applications importantes dans le domaine de l'optique guidee. Un brevet international d'invention a ete depose en collaboration avec france telecom, il protege la realisation de systemes a fonctions optiques, convertisseurs de lumiere, microlasers, diodes electroluminescentes, detecteurs de faisceaux ou microfaisceaux ioniques

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Karraï, Khaled. "Etude de propriétés magnéto-optiques des hétérostructures de semiconducteurs III-V par spectroscopie submillimétrique". Grenoble 1, 1987. http://www.theses.fr/1987GRE10127.

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Interpretation des resultats experimentaux par un modele de transmission optique en presence de champ magnetique externe, developpe dans le formalisme de la fonction reponse; mise en evidence de l'absence d'interaction electron-phonon to etrange et d'une interpretation satisfaisante sans recours a l'interaction electron-phonon lo, indiquant l'importance de l'effet ecran dans la theorie de l'effet polaron resonnant. Etude de l'interaction spin-orbite induite par le champ electrique existant a l'interface; calcul des regles de selection des transitions entre niveaux de landau dans les differentes configurations magnetooptiques, differences par rapport aux semiconducteurs massifs

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Fang, Ming. "Physique de dépôt par plasma et propriétés optiques du silicium amorphe et microcristallin". Palaiseau, Ecole polytechnique, 1992. http://www.theses.fr/1992EPXX0006.

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Cette thèse est consacrée à l'étude des propriétés optiques et la physique de dépôt par plasma du silicium amorphe (a-si:h) et microcristallin (c-si) a l'utilisation des techniques optiques in situ et spectroscopiques (de proche infrarouge a ultraviolet). Nous avons développé la loi de dispersion diélectrique en tenant compte de la structure des bandes au lieu du modèle a deux niveaux (seul oscillateur) utilise habituellement. Nous avons montré qu'il n'y a pas de dépendance avec l'épaisseur de structure de bande de couche très mince du a-si:h (si l'épaisseur d>500a). L'étude en temps réel de la structure du c-si montre que la croissance de c-si se passe en trois périodes: la nucléation, la formation de rugosité de surface et la croissance inhomogène. La grande porosité trouvée dans ce matériau explique plusieurs observations non expliquée précédemment. Les résultats obtenus sur l'étude des interfaces du c-si avec divers substrats sont directement utilisables pour les applications pratiques. La physique de dépôt par plasma du silicium en couche mince soulevé des problèmes fondamentaux complexes. De plus il y a aussi des implications pratiques importantes pour l'industrie optoélectronique. Depuis 10 ans, on pense que c-si est dépose en condition d'équilibre chimique partiel. En vue de certaines difficultés, nous avons présente notre modèle gravure préférentielle de phase amorphe et l'avons prouvé avec une série d'expériences cruciales. Cette connaissance nous permet de mieux comprendre l'origine du désordre et de la formation de défauts.

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Koperski, Maciej. "Propriétés optiques des couches minces de dichalcogénures de métaux de transition". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017GREAY019/document.

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L’étude intitulée « optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides » vise les phénomènes physiques émergeant à la limite de la bidimensionnalité, lorsque l’épaisseur du composé ciblé est à l’échelle atomique. Les effets de la dimensionnalité réduite sur les propriétés physiques furent initialement explorés dans le graphène. Les études concernant ce composé se concentrent surtout sur ses propriétés de transport puisque le graphène lui-même n’a pas bande interdite. Les sc-TMD, en plus de présenter une structure atomique et électronique similaire au graphène (vallée aux points K dans la zone de Brillouin), peuvent également être produit sous forme de couche monoatomique. Ainsi, plusieurs études révélèrent que ces composés en couche mince combinent des propriétés découlant de leur caractère 2D en plus des caractéristiques typiques des semi-conducteurs. De plus, la dimensionnalité de ces composés joue un rôle important dans la structure électronique. Plus précisément, les sc-TMD présentent dans le régime tridimensionnel un gap indirect qui devient direct lorsque les composés sont sous la forme d’une monocouche. Cette thèse est une étude complète des propriétés optiques des composés sc-TMD. Le manuscrit en question est divisé en cinq parties : trois sections principales précédées par une introduction. L’ensemble est complété par une annexe présentant des études complémentaires sur un autre composé 2D : le nitrure de bore hexagonal (h-BN).Introduction :Les propriétés fondamentales des composés étudiés sont présentées en mettant l’accent sur celles qui jouent un rôle important dans la réponse optique de sc-TMD. Plus précisément, on y retrouve des informations sur la structure cristalline et la structure de bandes électroniques. Cette section détaille également le processus de préparation des échantillons ainsi que les divers montages expérimentaux utilisés.Chapitre 1 : caractérisation optique de base des excitons en résonance dans les couches et les multicouches de sc-TMD.La réponse optique des composés (surtout le MoSe2 et le WSe2) obtenue par spectroscopie de réflexion et par spectroscopie d’émission est interprétée. En particulier, l’impact du nombre de monocouches et de la température sur celle-ci est discuté. De plus, une étude complémentaire de ces propriétés optiques résolue temporellement y est insérée.Chapitre 2 : Spectroscopie Zeeman des excitons résonants sous champ magnétique.L’évolution des résonances optiques en fonction d’un champ magnétique appliqué perpendiculairement aux couches est l’objet de cette section. Un modèle phénoménologique décrivant la dépendance en champs magnétique de l’énergie des états électroniques est dérivé directement des résultats expérimentaux présentés dans cette section. L’effet de pompage optique est également étudié dans la monocouche de WSe2, effet qui est très sensible aux champs magnétiques.Chapitre 3 : Émetteurs de photons uniques dans les couches minces de sc-TMD.La découverte de raies d’émission fines et localisées sur de minces cristallites de sc-TMD est présentée, suivie d’une étude approfondie sur leur nature et leurs propriétés. Entre autres, leur évolution en fonction de la température, leur sensibilité aux champs magnétiques appliqués et leur polarisation sont discutées. Finalement, la spectroscopie de corrélation de photon est utilisée pour vérifier le caractère « source de photon unique » de ces émetteurs.Annexe A : Émetteurs de photons uniques dans le nitrure de bore hexagonal.Le h-BN partage de nombreuses caractéristiques avec les sc-TMD tout en se distinguant de ceux-ci par la présence d’un gap électronique significativement plus grand. Certaines régions cristallines se comportent comme des défauts ponctuels, dans les matériaux caractérisés par leur large gap, en présentant des raies d’émission fines. Ces régions partagent une similarité frappante avec les émetteurs de photons uniques observés dans le WSe2
The research reported in the thesis entitled ‘Optical properties of thin layers of transition metal dichalcogenides’ focuses on physical phenomena which emerge in the limit of two-dimensional (2D) miniaturisation when the thickness of fabricated films reaches an atomic scale. The importance of such man-made structures has been revealed by the dynamic research on graphene: a single atomic plane of carbon atoms arranged in honeycomb lattice. Graphene is intrinsically gapless and therefore mainly explored with respect to its electric properties. The investigation of semiconducting materials which can also display the hexagonal crustal structure and which can be thinned down to individual layers, bridges the concepts characteristic of graphene-like systems (K-valley physics) with more conventional properties of semiconductors. This has been indeed demonstrated in a number of recent studies of ultra-thin films of semiconducting transition metal dichalcogenides (sc-TMD). Particularly appealing, from the point of view of optical studies, is a transformation of the bandgap alignment of sc-TMD films, from the indirect bandgap bulk crystals to the direct bandgap system in single layers. The presented thesis work provides a comprehensive optical characterisation of thin structures of sc-TMD crystals. The manuscript is divided into five parts: three main chapters with a preceding introduction and the appendix reporting the supplementary studies of another layered material: hexagonal boron nitride.Introduction. The fundamental properties of the investigated crystals are presented, especially those which are important from the point of view of optical studies. The discussion includes information on the crystal structure, Brillouin zone and electronic band structure. Also, the general description of the samples’ preparation process and experimental set-up is provided.Chapter 1. Basic optical characterisation of excitonic resonances in mono- and multi-layers of sc-TMDs. The optical response, as seen in the reflectance and luminescence spectra of thin sc-TMDs is analysed (mostly for MoSe2 and WSe2 materials). The impact of the number of layers and temperature on the optical resonances is studied and interpreted in details. The complementary time-resolved study is also presented.Chapter 2. Zeeman spectroscopy of excitonic resonances in magnetic fields. The evolution of the optical resonances in an external magnetic field, applied perpendicularly to the layers of sc-TMD materials is investigated. Based on these results, a phenomenological model is developed aiming to describe the linear with magnetic field contributions to the energy of individual electronic states in fundamental sub-bands of sc-TMD monolayers. Furthermore, the effects of optical pumping are investigated in WSe2 monolayers, which can be tuned by tiny magnetic fields.Chapter 3. Single photon sources in thin sc-TMD flakes. The discovery of localised narrow lines emitting centres has been in thin sc-TMD flakes is presented. An investigation of their fundamental properties is discussed. This includes the measurements of temperature and magnetic field evolution of the photoluminescence lines, and the analysis of the polarisation properties and the excitation spectra as well as photon correlation measurements.Appendix A. Single photon emitters in boron nitride crystals. Hexagonal boron nitride also belongs to the family of layered materials, but it exhibits much larger band gap than semiconducting transition metal dichalcogenides. A narrow lines emitting centres has been observed in boron nitride structures, which reveal multiple similarities to defect centres in wide gap materials. They are characterised in a similar manner as the emitting centres in WSe2

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Sanchez, François. "Étude des propriétés non linéaires des cristaux liquides et des semiconducteurs dans l'infrarouge à 10,6 microns". Paris 11, 1987. http://www.theses.fr/1987PA112310.

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Cette thèse a pour objet l'étude des propriétés des cristaux liquides et des semiconducteurs dans l'infrarouge (a = 10. 6 microns). Dans une première partie, nous présentons le mélange à un cristal liquide nématique. La nonlinéarité, d'origine thermique est d’autant plus grande que l'on est près de la température de transition nématique isotrope. De grandes variations d'indice ont été ainsi observées en continu et à faible densité de puissance incidente. Le transfert d'énergie d'une onde pompe (intense) vers une onde signal a été mise en évidence. Afin d'expliquer le phénomène d’amplification, un modèle théorique tenant compte de trois ondes (les deux ondes incidentes et le conjugé en phase vers l'avant de l'onde signal a été développé. Dans une seconde partie nous présentons le mélange à deux ondes et à quatre ondes dans le semiconducteur Hg1·xCdxTe. La nonlinéarité est liée à la génération des paires électron-trou lorsque l'on éclaire en continu et que l'on opère au voisinage du gap. Un calcul théorique met en évidence les différents paramètres expérimentaux contribuant à la nonlinéarité. Nous développons une partie expérimentale sur le mélange à deux ondes en établissent un parallèle avec le cas des cristaux liquides. Par ailleurs, l'expérience de conjugaison de phase a permis d'obtenir une réflectivité de l'onde conjuguée de l'ordre du pour cent avec des densités de puissance de quelques watt/cm².

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Cassette, Elsa. "Nanocristaux de semiconducteurs II-VI et I-III-VI : contrôle des propriétés optiques de structures cœur/coque". Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066366.

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Dans cette thèse, nous nous intéressons aux propriétés de fluorescence de nanocristaux colloïdaux de semi-conducteurs composés d’un cœur entouré d’une coque. Ces hétéro-structures possèdent des propriétés optiques qui dépendent de leur taille, de leur forme et de leur composition. Il est donc essentiel de pouvoir les synthétiser en contrôlant précisément ces paramètres. Dans ce manuscrit nous présentons la synthèse et les caractérisations structurales et optiques de nanocristaux de semi-conducteurs II-VI et I-III-VI. Tout d’abord, nous montrons qu’il est possible de faire croître une coque plate de CdS sur des cœurs sphériques de CdSe. La différence de paramètre de maille entre les deux matériaux et la géométrie de la coque induisent des effets de pression anisotrope qui modifient la structure fine du premier exciton. Par conséquent, l’émission de ces nanocristaux s’affine et devient polarisée à 2D dans le plan de la coque plate. Cette dernière propriété, amplifiée par des effets diélectriques liés à la forme du nanocristal, est vérifiée par différentes mesures de polarisation. De plus, ces nanocristaux s’orientent spontanément sur substrat, ce qui permet un contrôle fin de l’orientation du dipôle d’émission. Ensuite, nous présentons la synthèse et les propriétés de nanocristaux émettant dans le proche infrarouge et composés d’éléments moins toxiques que ceux usuellement utilisés dans cette gamme : CuInS2 et CuInSe2. Ces nanocristaux à composition ternaire sont recouverts d’une fine coque de ZnS pour préserver leur fluorescence après solubilisation en milieu aqueux. Nous montrons que ces sondes fluorescentes peuvent être utilisées pour l’imagerie in vivo du petit animal
Colloidal semiconductor nanocrystals present unique optical properties which depend on their size, shape and composition. It is therefore crucial to be able to precisely control these parameters during their synthesis. Here we present the synthesis and the optical properties of two kinds of core/shell heterostructures composed of II-VI and I-III-VI semiconductors. First we show that we can grow a flat CdS shell around spherical CdSe cores to obtain dot-in-plate nanocrystals. The lattice mismatch between the two materials, together with the anisotropic shape, induces a large splitting in the fine structure of the first exciton peak. Consequently, the emission narrows and becomes 2D-polarized, in the plane of the plate. This latter property is amplified by the dielectric effect due to the anisotropic shape of the nanocrystal and is verified by polarization measurements in ensemble and at the single nanocrystal level. Moreover, the dot-in-plate nanocrystals deposit spontaneously flat on substrates which provide a fine control of the emission dipole orientation. We then present the optical properties of CuInS2 and CuInSe2 nanocrystals. Their small bandgaps allow reaching near-infrared excitation and emission wavelengths. In addition, they do not contain any toxic heavy metal ions like Cd or Pb. The growth of a small ZnS shell around these nanocrystals greatly improves their emission properties and photostability after water solubilization. We further demonstrate their use for small animal in vivo imaging

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Saublet, Jérôme. "Optique non-linéaire et propriétés dynamiques des composants IB/ISB sur InP, Application aux télécommunications optiques". Thesis, Rennes, INSA, 2017. http://www.theses.fr/2017ISAR0017/document.

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Cette thèse porte sur l'étude des propriétés dynamiques et non linéaires des dans les semi-conducteurs Ill-V et leur utilisation pour le traitement optique dans les réseaux de télécommunication haut débit. Elle est décomposée en deux axes majeurs. Le premier est lié à l'utilisation couplée des transitions inter-bandes (18) et inter-sousbandes (188). Les différences entre ces deux types de transitions, en termes de dynamique et de sensibilité à la polarisation, font des composants 18/188 de bons candidats pour la réalisation de fonctions de traitement avancées. Dans cette optique nous avons réalisé et caractérisé un nouveau composant à puits quantiques lnGaAs/AIAs8b sur substrat lnP insérés dans une jonction pn. Les premiers résultats obtenus indiquent un comportement de diode mais révèlent que la zone de charge espace est décalée lié à un probable dopage effectif non intentionnel de I'AIAs8b. La mesure du photocourant en fonction de la polarisation électrique révèle un transport via un effet Poole-Frenkel et montre l'efficacité des barrières de potentiel AIAs8b. Ces résultats nous permettent d'envisager aussi bien des applications purement optiques (modulation de phase ou d'intensité croisées ...) qu'optoélectroniques (photo détection à deux photons). Le deuxième axe consiste à l'étude et la réalisation d'un montage permettant une caractérisation poussée de la dynamique phase/amplitude et de la réponse non linéaire de tels composants. L'approche choisie est celle d'une mesure pompe sonde employant un circuit optique analogue à un interféromètre de 8agnac offrant à la fois une grand stabilité mécanique pour une précision de mesure élevée et la possibilité d'utiliser la polarimétrie afin d'extraire les variations de gain et d'indice pour une étude plus complète des propriétés du matériau. L'utilisation d'une source laser sub-picoseconde nous permet de résoudre les phénomènes aux temps courts. Une première démonstration de la mesure de variation phase-amplitude sur un absorbeur simple (multipuits lnGaAs/lnP) autour de 1.5microns est présentée
This PhD thesis presents the study of some dynamics and nonlinear properties of III-V semiconductors and their use for optical processing in high-speed telecommunication networks. lt is decomposed into two major axes. The first is related to the coupled use of inter-band (18) and inter-subband (IS8) transitions. The differences between these two types of transitions, in terms of dynamics and sensitivity to polarization, make 18 I IS8 components good candidates for advanced processing functions. In this context, we have realized and characterized a new device based on lnGaAs I AIAsSb quantum wells on lnP substrate inserted in a pn junction. The first results obtained indicate a behaviour of diode but reveal that the space charge region is shifted. This is linked to a probable unintentional doping of AIAsSb. The measurement of the photocurrent according to the electrical polarization reveals a transport via a PooleFrenkel effect and shows the effectiveness of the AIAsSb potential barriers. These results allow us to consider both purely optical applications (phase modulation or cross intensity ... ) and optoelectronic applications (photo-detection with two photons). The second axis consists in the study and the realization of an advanced characterization tool to measure the phase/amplitude dynamics and the non-linear responses of such components. We have used a pump-probe measurement set-up employing an optical configuration similar to a Sagnac interferometer. lt offers both a great mechanical stability for high measurement accuracy and the possibility of using polarimetric properties in order to extract variations of the optical index (gain and refractive index) for a more complete study of the properties of the material. The use of a sub-picosecond laser source allows us to solve phenomena at short times. A first demonstration of the phaseamplitude variation measurement on a single absorber (lnGaAs / lnP multiwells) around 1.5microns is presented

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Duboz, Jean-Yves. "Propriétés électroniques et optiques des hétérostructures métal/semiconducteur". Grenoble 1, 1990. http://www.theses.fr/1990GRE10027.

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Des films de siliciure d'excellente qualite morphologique et electrique peuvent etre obtenus par la methode de codepot, ce qui autorise la reprise de croissance de silicium. Les premiers resultats sur des multicouches metal/semiconducteur semblent montrer l'existence d'une photoemission d'electrons par-dessus la barriere et de trous par-dessous la barriere ultramince de silicium. L'optimisation des epaisseurs de chaque couche metallique s'appuie sur la connaissance de deux longueurs caracteristiques: la longueur d'absorption optique et le libre parcours moyen balistique. La premiere a ete determinee par des mesures de reflexion et de transmission optique sur des films metalliques epitaxies sur silicium. La seconde a ete deduite de l'evolution du photocourant avec l'epaisseur de metal dans des diodes schottky. Dans le cas de cosi#2, la longueur d'absorption optique de 180 a et le libre parcours balistique de 80 a (a une energie de 1 ev) conduisent a un rendement quantique externe maximal pour une epaisseur de l'ordre de 75 a. L'etude du libre parcours balistique et des constantes optiques de cosi#2 en fonction de la temperature et de l'energie des photons a permis de montrer que la relaxation des electrons chauds dans les metaux est causee principalement par les collisions electron-electron. Enfin, la determination des hauteurs de barriere schottky par photoemission interne a permis une approche experimentale du probleme de l'etablissement de cette barriere. Nous avons montre que la contribution du silicium aux etats d'interfaces se limite a la bande la plus proche

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Almuneau, Guilhem. "Etude et réalisation de lasers à cavité verticale à 1,55 mum sur GaSb". Montpellier 2, 1998. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00006831.

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La geometrie innovante du laser a cavite verticale presente un attrait considerable pour quelques applications specifiques telles que les interconnexions optiques massivement paralleles ou l'ordinateur optique qui necessitent des reseaux uni- ou bi-dimensionnels de lasers a faible courant de seuil. Dans le dessein de realiser un laser a cavite verticale monolithique emettant aux longueurs d'onde d'interet pour les telecommunications optiques (1,31,55 m), le systeme semiconducteur algaassb permet d'atteindre de tres haut pouvoirs reflecteurs pour les miroirs de bragg, qui constituent les elements cles de ce type de composant. La pierre angulaire de ce travail a ete d'etablir les conditions de croissance par epitaxie par jets moleculaires des couches antimoniures sur inp et sur gasb. En particulier l'accord de maille de algaassb sur inp a ete obtenu malgre les difficultes liees a une lacune de miscibilite a ces compositions. Le choix de multipuits gainsb dans des barrieres de algaassb comme zone active sur gasb emettant a 1,55 m, nous a permis d'atteindre une emission laser a temperature ambiante sur des lasers a emission par la tranche, ce resultat constituant une premiere mondiale. La realisation de miroirs de bragg performants aux longueurs d'onde de 1,55 m et 2 m valide les grandes potentialites du systeme semiconducteur algaassb/alassb pour la fabrication de lasers a cavite verticale fonctionnant dans le proche infrarouge. De meme la croissance d'une structure a cavite verticale 3 centree a 1,5 m montre la faisabilite de lasers a cavite verticale totalement monolithiques sur gasb pour les applications aux telecommunications optiques.

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Gaufrès, Etienne. "Photonique des nanotubes de carbone sur silicium". Paris 11, 2010. http://www.theses.fr/2010PA112215.

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Depuis leur découverte, les nanotubes de carbone ont suscité un grand intérêt pour leurs propriétés électroniques et optiques. Dans ce contexte, l'objectif de la thèse a été d'étudier les propriétés optiques des nanotubes de carbone semiconducteurs pour la réalisation de composants photoniques aux longueurs d'onde des télécommunications. La première partie de la thèse a concerné l'évolution des propriétés optiques des s-SWNTs en fonction de l'environnement des nanotubes : Pour cela une méthode d'extraction des s-SWNTs a été développée en collaboration avec l'AIST Tsukuba au Japon. L'influence néfaste des nanotubes métalliques et des impuretés sur les propriétés optiques des s-SWNTs ont été mis en évidence. Les différentes caractérisations effectuées sur des couches minces hautement purifiées en s-SWNTs ont révélés une amélioration du signal de luminescence des nanotubes semiconducteurs. Ces résultats ont conduit dans une seconde partie à étudier l'émission des s-SWNTs en régime non linéaire. Un gain optique dans les nanotubes semiconducteurs a pu être ainsi démontré expérimentalement pour la première fois. La dernière partie des travaux de thèse a porté sur l'intégration optique de ces nanotubes de carbone dans des structures photoniques silicium. Ces travaux expérimentaux ouvrent la voie vers la réalisation de sources de lumière intégrées sur silicium à base de nanotubes de carbone et à plus long terme vers une nouvelle photonique à base de nanotubes de carbone
Semiconducting single wall carbon nanotubes (s-SWNT) have recently attracted a lot of interest due to their tunable direct band gap, making them first-rate candidate for new optoelectronic and photonic applications at telecom wavelengths. Ln this focus, the thesis main objective was the semiconducting carbon nanotubes optical properties study as a function of environment, especially the presence of metallic nanotubes. The selective extraction of semiconducting nanotubes, performed in collaboration with AIST Tsukuba in Japan, leads to an enhancement of nanotubes' light emission and reduce optical losses. Moreover, evidences of optical gain in (8,6) et (8,7) s-SWNT were observed in highly purified semiconducting carbon nanotubes sample. Ln a second time, the optical interaction between silicon based nanostructures and carbon nanotubes as an active material was studied and the coupling of the photoluminescence into a waveguide was experimentally demonstrated. This work paves the way towards the realization of an integrated ligth source based on carbon nanotubes and on the long run, towards carbon nanotube photonics

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Boemare, Claude. "Etude des propriétés optiques d'hétérostructures basées sur les semiconducteurs ZnSe, ZnSSe, ZnMgSSe élaborés par MOVPE". Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20222.

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Nous presentons une analyse detaillee des proprietes optiques d'heterostructures realisee en epitaxie par depot d'organometallique. Les architectures de ces heterostructures realisees a base de materiaux semi-conducteurs a grands gap vont de la simple hetero-epitaxie aux super reseaux en passant par les puits quantiques. Le controle de l'homogeneite des depots est mis en evidence a travers une approche originale utilisant la physique des excitations elementaires: nous mettons en evidence apres une modelisation semiclassique de la reflectance au voisinage des resonances excitoniques, la quantification des modes photons du polariton. Dans le cas des structures a confinement spatial des porteurs de charge, un modele complet faisant appel aux mecanismes thermo-induit de piegeage et d'echappement des porteurs de charges nous permet de rendre compte quantitativement des mecanismes physique regissant l'emission de lumiere dans ces materiaux

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Butté, Raphaël. "Étude des propriétés structurales, optoélectroniques et de la métastabilité d'un nouveau matériau : le silicium polymorphe hydrogéné". Lyon 1, 2000. http://www.theses.fr/2000LYO10138.

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Ce travail consistait à caractériser un nouveau matériau appelé silicium polymorphe hydrogéné (pm-Si:H) aux excellentes propriétés optoélectroniques et de transport comparé au silicium amorphe hydrogéné conventionnel (a-Si:H). Ce matériau est obtenu par PECVD à partir d'un mélange silane/hydrogène dans un régime proche de la formation des poudres. Nous avons comparé les propriétés de ce matériau à celles de films de a-Si:H standard optimisés. Ainsi, la photoconductivité normalisée du pm-Si:H est plus de deux ordres de grandeur (plus d'un ordre de grandeur) plus élevée que dans a-Si:H pour les films déposés à 250°C (150°C). Après dégradation sous lumière, la photoconductivité normalisée des films de pm-Si:H est aussi bonne que celle du a-Si:H dans son état non dégradé. La densité d'état au niveau de Ferni et la section efficace de capture des défauts sont respectivement 10 fois et 5 fois plus faible que dans le a-Si:H. Ainsi, l'amélioration de la photoconductivité normalisée résulte d'une augmentation de la durée de vie des porteurs. Des mesures du pouvoir thermoélectrique ont révélé que les électrons sont les porteurs majoritaires. L'analyse de mesures de conductivité et de pouvoir thermoélectrique suggère la présence de fluctuations de potentiels à longue portée importantes. L'analyse structurale de ces couches par MET et par spectroscopie Raman a révélé la présence de cristallites de silicium de l'ordre de 4nm isolées dans une matrice de silicium amorphe. Les mesures de spectroscopie optique indiquent que les couches de pm-Si:H présentent un ordre amélioré. La spectroscopie infrarouge a révélé une incorporation particulière de l'hydrogène (plaquette d'hydrogène et/ou hydrogène saturant la surface des cristallites). La diminution de la section efficace de capture des défauts s'expliquerait soit par un effet de confinement quantique (pour des liaisons pendantes situées en surface des cristallites) soit par la relaxation des contraintes dans la matrice amorphe.

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Rajira, Amal. "Propriétés optiques des superréseaux à base de ZnCdSe/ZnSe". Montpellier 2, 1997. http://www.theses.fr/1997MON20046.

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Ce memoire est consacre a l'etude des proprietes optiques et magnetooptiques des superreseaux zn#1#-#xcd#xse/znse elabores par movpe. L'etude experimentale a ete faite via les experiences de photoluminescence, de reflectivite et de dichroisme circulaire magnetique. Les spectres de photoluminescence sont caracterises par un pic excitonique tres intense caracteristique de l'exciton e#1hh#1. Sur les spectres de reflectivite, on peut noter la presence d'au moins deux transitions e#1hh#1 et e#1lh#1 pour les superreseaux a faibles concentrations en cadmium et des transitions e#2hh#2 pour les superreseaux plus profonds. D'autre part, comme la dispersion selon la direction z est non negligeable on a pu observer les transitions resultant du bord de zone de brillouin. Pour calculer les etats electroniques relatifs a ces superreseaux, nous avons utilise le formalisme de la fonction enveloppe generalise aux heterostructures contraintes. Pour cela, nous avons tout d'abord determine les offsets des bandes en utilisant une methode qualifiee de semi-experimentale. Les calculs ont ete faits dans les deux cas extremes de la contrainte: pseudomorphique et freestanding. L'offset de la bande de valence q#v ainsi calculee est egale a 32% dans le cas pseudomorphique. Les energies de liaison et les forces d'oscillateurs sont calculees via le modele de l'espace fractionnaire base sur la determination de la dimensionnalite caracteristique de chaque exciton. Enfin, nous avons effectue des experiences de dichroisme circulaire magnetique sur un des echantillons afin de determiner les splittings zeeman et par suite les g-effectifs relatifs a ce type de materiau. Les facteurs de lande obtenus en comparant le spectre de polarisation a la derivee logarithmique de la reflectivite sont egaux a: g#3#/#2 = -0. 23 et g#1#/#2 = -0. 33

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Arnaud, Gérald. "Structure électronique et propriétés optiques des hétérostructures InGaAs-GaAs". Montpellier 2, 1991. http://www.theses.fr/1991MON20242.

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Ce travail traite de la structure electronique et des proprietes optiques de puits et multi-puits quantiques in#xga#1##xas-gaas pour differentes valeurs de la composition x et de differentes largeurs de puits. Dans un premier temps, nous avons developpe le formalisme necessaire afin d'obtenir les etats propres relatifs aux fonctions propres des etats lies et quasi lies dans ces structures. Ensuite, nous avons tente d'estimer la valeur de l'offset de bande mal connu dans ces systemes. Enfin, dans la derniere partie nous avons employe la contrainte uniaxiale qui nous a permis d'identifier sans ambiguite le caractere des transitions excitoniques observees. Cela apporte des informations utiles a propos de la localisation des trous legers dans ces systemes, puisque la question de savoir si la transition electron-trou leger de type un ou de type deux est encore ouverte

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Richard, Tristan. "Etude des effets du confinement quantique sur des verres dopés par des semiconducteurs". Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20133.

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Ce travail presente l'etude par spectroscopie optique (absorption et photoluminescence) de verres de borosilicates de sodium dopes par des nanocristaux de cds, cdse ou cdte, ainsi que les modeles theoriques developpes pour interpreter les resultats experimentaux. Au plan theorique, les regimes de faible et de fort confinement sont envisages. Dans ce dernier cas, un modele prenant en compte le melange des etats issus des six bandes de valence superieures a ete developpe. Ce modele permet de simuler les spectres d'absorption d'une population de nanocristaux de tailles statistiquement distribuees. Il permet egalement de prevoir certains effets lies a la symetrie des etats quantifies, comme l'existence d'une transition optique fondamentale interdite dans certains materiaux. Au plan experimental, la methode de fabrication par voie sol-gel est decrite, ainsi que les procedures de recuits controles que les presentes mesures optiques ont permis d'optimiser. Une gamme etendue de rayons de cristallites a ainsi ete obtenue. Les deux transitions excitoniques fondamentales du cdte dans sa phase wurtzite (hexagonale) sont mesurees pour la premiere fois.

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Gauthier, Jean-Philippe. "Réalisation et optimisation de nanostructures à base de semiconducteurs III-V pour les applications de VCSEL accordables". Rennes, INSA, 2011. http://www.theses.fr/2011ISAR0019.

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Le travail de thèse porte sur l’étude et l’optimisation de lasers verticaux émettant par la surface (VCSEL) accordables pour les applications télécom à 1,55µm. Les VCSEL étudiés intègrent notamment des puits quantiques contraints, ou des nanostructures filaires (ou Fils Quantiques – FQ) possédant des propriétés optiques remarquables. Une attention particulière est accordée aux propriétés thermiques et optiques des cavités développées et des solutions sont proposées pour l’amélioration des performances laser. Notamment, le développement de pseudo-substrat métallique par dépôt électrolytique de cuivre en remplacement du report par brasure or-indium classiquement utilisé, a permis une diminution de la résistance thermique globale du composant, ainsi qu’une augmentation significative de la surface des échantillons. En outre, la technologie de miroirs enterrés, favorisant l’évacuation thermique latérale est introduite et des résultats préliminaires mettent en avant l’avantage du procédé. D’autre part, l’utilisation de FQ comme milieu actif a permis la réalisation d’un VCSEL contrôlé en polarisation. Les paramètres de croissance des FQ par épitaxie par jet moléculaire sont étudiés et les propriétés de polarisation en régime statique et dynamique sont étudiées. Enfin, l’insertion de cristaux liquides nématiques (CLN) comme couche d’accordabilité a permis d’obtenir une accordabilité du spectre laser sur 30nm. L’association des CLN aux VCSEL contrôlés en polarisation permet d’envisager la réalisation de VCSEL massivement accordables
This thesis deals with the study and optimization of tunable vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) for optical telecommunications at 1. 55µm. In particular, described components may integrate strained quantum wells, or wire-shaped nanostructures (Quantum Dashes - QDH), which have outstanding optical properties. A peculiar attention has been paid to thermal and optical properties of the micro-cavities. Solutions are proposed to enhance the performance of the device. We particularly developed the electrodeposition of a copper pseudo-substrate, as a substitute to the classically used metallic bonding. The use of this technology allowed a significant increase of the size of the samples, as well as decrease in the total thermal resistance of the device. More over, buried Distributive Bragg Reflectors (b-DBR) have been investigated. Preliminary results show a clear benefit of the process in the lateral heat spreading out of the active region. Secondly, the use of QDHs as an active region allowed the achievement of a polarization-controlled VCSEL. Growth by molecular beam epitaxy is investigated, and static and dynamic properties of polarization of the VCSELs are studied. Finally, we present the insertion of nematic liquid cristals (NLC) inside the cavity, as a tuning layer. This technology showed laser emission over a 30 nm tuning range. Association of NLC with the QDH allows to envisage massively tunable polarization-controlled VCSELs

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Paille, Françoise. "Xérogels de silice dopés par des nanocristaux de CdS : élaboration, caractérisation structurale et propriétés optiques". Lyon 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LYO10140.

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Ce travail concerne l'elaboration, la caracterisation et une contribution a l'etude des proprietes optiques de xerogels de silice dopes par des nanocristaux de semiconducteur cds. Nous avons teste plusieurs methodes de dopage de la matrice de silice poreuse obtenue par voie sol-gel : la premiere consiste a incorporer un sel de cadmium dans le sol precurseur, et a faire precipiter les nanocristaux par un traitement thermique sous h#2s. La seconde technique, dite des ligands, utilise le meme principe, mais le cadmium est ici lie au precurseur de la silice. Enfin, la troisieme methode consiste a faire diffuser des colloides de cds obtenus par voie chimique dans une matrice de silice preparee independamment. Les concentrations en cds, la taille moyenne et la distribution de tailles des nanocristaux dependent de la methode utilisee. La caracterisation des echantillons se fait ensuite par differentes techniques (met, absorption optique, rbs, rx, eels, spectroscopies raman et auger) qui fournissent des informations complementaires tant structurales que concernant des proprietes electroniques. Des mesures de photoluminescence ont montre l'influence sur les proprietes optiques des niveaux pieges introduits par les defauts de surface des nanocristaux. L'etude des deux bandes d'emission observees, fluorescence excitonique et emission depuis les niveaux pieges, ainsi que de leurs declins, a mis en evidence l'importance de la methode de dopage choisie. En optique non-lineaire, les mesures de dynamique des reseaux transitoires induits (melange degenere a quatre ondes) ont montre un comportement different selon l'intensite des faisceaux pompe. A faible intensite d'excitation, les porteurs relaxent dans chaque nanocristal, soit de maniere radiative, soit apres piegeage ; a forte intensite, une saturation des etats excites se produit qui permet aux electrons d'etre pieges dans la matrice de silice, creant ainsi un reseau d'indice permanent.

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Musa, Ishaq. "Propriétés optiques de nanostructures et composites de polymères à base d'oxyde de zinc". Nantes, 2011. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=15e243b4-2dfe-49f7-9172-f8c9e9b62259.

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Cette thèse porte principalement sur l'étude de certaines propriétés optiques de nanostructures d'oxyde de zinc (ZnO) sous forme de nanocristaux, de films minces, et en tant que composant nanométrique dans des composites à base de polymères conducteurs. La première partie du mémoire décrit la synthèse de ces matériaux qui a été effectuée à l'Institut des Matériaux Jean Rouxel, par différentes méthodes. Une étude poussée de la caractérisation morphologique et structurale est effectuée au moyen de la microscopie électronique et de la diffraction des rayons X, appuyée par quelques expériences de diffusion Raman. Dans le chapitre suivant, on découvre que ces nanomatériaux émettent une lumière intense dans l'ultraviolet et dans la région verte du spectre. La preuve du confinement quantique des excitons dans les particules de ZnO est apportée par les techniques d'aborption optique et de photoluminescence suivie par une description succincte des modèles régissant ce confinement. Vient ensuite l'analyse des propriétés émissives, notamment par spectroscopie résolue en temps. Les variations temporelles et spectrales de l'émission sont caractérisées en fonction de la taille et des défauts structurels des nanostructures. Le dernier chapitre aborde la synthèse et l'étude optique de matériaux composites obtenus en mélangeant des nanocristaux de ZnO avec des polymères conjugés tels que MEH-PPV, connus pour leurs propriétés de photoluminescence et leur application aux diodes électroluminescentes. Là encore des propriétés émissives remarquables en fonction de la taille des particules insérées sont mises en évidence
This thesis presents the synthesis, characterization and optical properties of ZnO nanostructures. In addition, composite thin films made by incorporation of ZnO nanoparticles into conjugated polymer have also been fabricated and studied by optical characterization with special focus on PL measurements. Well-crystallized plate-like and bare ZnO nanoparticles of various sizes (3. 5 - 20 nm) were synthesized by different chemical routes without surface modification. The morphology and structure of the nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, and time-resolved photoluminescence (PL). Strikingly, the intensity of the defect-related emission band is enhanced when the particle size is reduced. In a parallel manner, the energies of near band edge (NBE) UV emission and absorption onsets are blue shifted. The dynamical behavior of exciton confinement is reflected by very a short decay time of the NBE exciton, and by long-lived, multiexponential, intrinsic-defect emission in the green spectral range. This temporal investigation of PL gives strong indication that a quantum confinement effect exists in the electronic structure of ZnO nanoparticles well above the exciton Bohr radius, lasting at subnano/or nanosecond time scales. The observed size dependence of the UV and green emission intensities opens up the possibility of tailoring exciton properties of ZnO nanocrystals for their applications in light emitting diodes or in photovoltaic components. In the same context, the optical properties of ZnO thin films with and without AlN buffer layer will be shortly described as well as those of ZnO coated multi wall carbon nanotubes (MWCNTs). The effect of the various sizes and concentrations of hybrid MEH-PPV/ZnO and PF-oxe/ZnO composites on their optical properties are studied. The PL spectra showed a significant enhancement in intensity in composites when using low nanoparticle concentrations. Additionally, it was also observed that the smaller the size of ZnO nanoparticles the higher the emission efficiency in thin films composites

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Abdel-Maksoud, Mohamed Safaa. "Propriétés optiques et phototransport dans le semiconducteur vitreux GeSe3 : étude du magnéto-transport dans le semiconducteur semimagnétique cristallin Hg1". Montpellier 2, 1987. http://www.theses.fr/1987MON20145.

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A partir de mesures du temps de transit des photoporteurs crees sur une face de l'echantillon de gese::(3) vitreux dans une geometrie sandwich a electrodes bloquantes, les mobilites d'entrainement et microscopique sont calculees. Les niveaux energetiques des pieges sont deduits. Les manipulation raman et i. R. Confirment les coordinations de ge (4) et se (2), ainsi que la presence de clusters de selenium. Le gap optique et sa dependance en temperature sont mesures. Pour hg::(1-x)fe::(x)te, la magnetoresistance et l'effet shubnikov-de-haas permettent de deduire le facteur de lande et la masse effective des electrons. Le magnetisme particulier associe au fe dans hgte est mis en evidence

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Chetouane, Abdelkrim. "Contribution à l'étude des spectres optiques des semi-conducteurs en présence d'une impureté substitutionnelle isoélectronique". Metz, 1987. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1987/Chetouane.Abdelkrim.SMZ8715.pdf.

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Dans ce mémoire nous avons étudié les modifications du spectre optique dues au désordre créé dan s le corps pur par l'introduction d'une impureté subtitutionnelle isoéléctronique de faible concentration. L'intérêt de ce travail est d'avoir accès, d'une part, à des points de symétrie de la zone de Brillouin et d'autre part de donner une interprétation simple et complète des spectres optiques des alliages dilués. En effet, la présence d'impureté induit de nouvelles structures dans le spectre optique par suite de la rupture de la périodicité du réseau. Au départ nous disposons du formalisme de la constante diélectrique de Parlebas et Mills valable dans le cas des métaux et des isolants. Nous avons étendu ce modèle à une étude d'un semi-conducteur binaire à bandes multiples. Cette étude à tout d'abord été testée dans le cas d'une chaine linéaire diatomique. Dans le cas tridimensionnel, nous avons considéré un semi-conducteur de type Nacl à deux bandes indépendantes. L'étude des spectres différentiels a permis de montrer que l'impureté crée des structures supplémentaires et manquantes dues soit à des transitions directes ou des transitions indirectes. Nous avons montré que l'activation de ces transitions trouve son origine dans la structure électronique de l'alliage. De plus, nous avons appliqué le calcul de la constante diélectrique au système "4f" (en prenant une des deux bandes non dispersive) de Terre-rare. Cette étude permet une interprétation qualitative des spectres d'absorption dans des systèmes de Terre-rare, commeSMS, lors de la transition semi-conducteur métallique
In this research paper, we have studied the modification of optical absorption spectrum due to the disorder created in the pure systeme by the introduction of the isoelectronic substitutionnal impurity of weak concentration. The interest of this is to have access on the one hand, to symetry points of the Brillouin zone and on the other hand to give a simple and complete interpretation of spectrum optical of diluted alloys. In fact the presence of impurity introduces new structures into the spectrum optical after the break of the lattice periodicity. At the begining we possess the formalism of the dielectric constant of Parlebas and Mills, available in the case of metals and insulator. We have extended this model to a study of binary semiconductors with multiples bands. This study has first been testeed in the case of a binary diatomic chair. In the tridimensional case, we have considered a semi-conductor of the metal type with two independant bands. The study of the differential and spectrum has enableed to show the impurity created from supplementary and lacking structures due either to direct transitions or to indirect transitions. We have shown the activation of these transition find its origine in the electronic structure of the alloys. More over, we have applied the calculation of the dielectric constant to the "4f" (by taking one of the two non dispersive bands of Terre-rare this study enables a qualitative interprétation of absorption spectrum in the Terre-rare system such as SMS during the metallic semi-conductor transition

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Vasseur, Olivier. "Calcul et réalisation de traitements optiques multicouches pour diodes laser. Etude de l'influence des défauts de structure des couches sur les performances des diodes traitées". Aix-Marseille 3, 1990. http://www.theses.fr/1990AIX30028.

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Pour repondre au besoin de developpement des telecommunications par fibre optique on veut realiser des amplificateurs sans conversion optique-electronique, ce qui implique le depot de filtres antireflets sur les faces clivees des diodes laser. L'objectif est alors d'atteindre un facteur de reflexion d'environ cinq cent milliemes. En s'appuyant sur la theorie de ch. Vassallo pour le calcul des facteurs de reflexion a l'extremite de guides plans, une partie importante de ce travail est consacree au probleme de calcul de la structure d'empilements susceptibles de repondre aux performances desirees. Dans ces calculs de synthese, on tient compte des contraintes sur les indices de refraction des couches, qui doivent correspondre a celles donnees par des materiaux existants et facilement evaporables. On s'interesse ensuite a l'etude des tolerances de realisation des empilements calcules. Ceci amene des simulations numeriques sur ordinateur pour prendre en compte les erreurs sur les indices et les epaisseurs des couches de l'empilement antireflet avec des tirages aleatoires de repartition gaussienne. L'ecart type des erreurs est de l'ordre des imprecisions de notre appareillage de fabrication des couches. On determine les indices de refraction des couches dans le domaine infrarouge qui nous interesse et on garantit une repetabilite de realisation meilleure que 0. 01. Les calculs de simulation montrent que, grace a la methode de controle optique indirecte utilisee lors de la formation de l'empilement, on devrait assurer l'obtention des epaisseurs requises avec une precision suffisante. On a pratiquement amene tous les outils necessaires pour donner a l'experimentation toutes les chances de succes. Nous presentons brievement les tous premiers resultats experimentaux que l'on vient d'obtenir. Enfin, nous avons montre comment on peut developper le calcul des facteurs de reflexion et transmission de structures

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Hallaoui, Abdelaziz. "Propriétés électroniques et optiques des superréseaux (311) et des fils quantiques (110) à base de semiconducteurs". Montpellier 2, 1996. http://www.theses.fr/1996MON20078.

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Mon travail presente les proprietes optiques et electroniques des fils quantiques (110) et des superreseaux (311). Premierement, j'etudie la densite de probabilite du premier niveau de conduction, du premier et du deuxieme niveau de valence de six echantillons de fils quantiques (quatre fils quantiques orientes: z648, z671, z682 et z694 et deux fils quantiques desorientes: z698 et z699). La comparaison avec les resultats experimentaux (confinement des niveaux d'energies) est satisfaisante. Deuxiemement, j'etudie les proprietes electroniques des superreseaux gaas/alas (311) a l'interieur de la zone de brillouin en utilisant les parametres tight binding de l'hamiltonien. La nature et la localisation du bas de la bande de conduction pour ces structures de faible symetrie est etudiee et leur origine est aussi etudie en fonction du nombre de couches. La transition du gap direct vers le gap indirect a lieu pour l = 3 nm qui est egale a l'epaisseur pour laquelle le croisement des etats -x a lieu dans les superreseaux (100). Troisiemement, je decris l'anisotropie dans le plan (311) des transitions optiques et l'intensite relative depend du nombre de couches et de la nature des etats qui contribuent a la transition. La comparaison avec les resultats experimentaux est aussi satisfaisante

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Mohou, Messanh. "Caractérisation optique de doubles hétérostructures lasers GaAlAsSb/GaInAsSb/GaAlAsSb émettant vers 2 "mu"m". Montpellier 2, 1990. http://www.theses.fr/1990MON20146.

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Des doubles heterostructures lasers gaalassb/gainassb/gaalassb, obtenues par epitaxie en phase liquide sur substrat gasb, ont ete caracterisees. L'indice de refraction optique de chaque couche de la structure laser a ete determine en fonction de la longueur d'onde et de la composition de l'alliage. L'analyse spectrale du rayonnement emis fait apparaitre des modes longitudinaux centres vers 2 m a 80 k. L'etude du champ lointain a ete effectuee en fonction de la temperature et de l'injection. Une etude theorique de la divergence du champ emis a ete confrontee aux resultats experimentaux. Elle a permis de determiner l'indice de refraction de la couche active en regime de pompage: n=3,76

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Bonvalot, Cyrille. "Contribution à la compréhension du courant d'obscurité dans les détecteurs infrarouges matriciels à base de matériaux III-V". Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPAST016.

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Lynred est l’un des principaux acteurs mondiaux sur le marché des détecteurs infrarouge refroidis haute performance, historiquement basés sur des matériaux II-VI (HgCdTe), et plus récemment sur des matériaux III-V (QWIP, InSb, InGaAs). Les détecteurs InSb et InGaAs sont constitués de diodes organisées en matrices pour obtenir un imageur bidimensionnel. L’étude présentée dans ce manuscrit porte sur la compréhension du courant d’obscurité de ces diodes. La problématique est abordée en trois étapes : une étude du profil de la jonction, une analyse des phénomènes générant du courant d’obscurité dans le matériau massif, et la mise en évidence du rôle des interfaces. Le profil de la jonction est établi à partir de mesures SIMS fines. Les épaisseurs de la couche absorbante InGaAs et des zones de charge d'espace sont estimées par des mesures de capacité. En raison du caractère non abrupt des jonctions, les mesures de capacité ne permettent pas une détermination quantitative du dopage. Le courant de diffusion, non négligeable pour la diode InGaAs, est fortement contraint par la double hétérojonction. Il faut traiter séparément les mécanismes de diffusion verticale et latérale. La configuration matricielle vient ajouter une contrainte supplémentaire sur ce courant. Le courant de génération est à l’image des avancées technologiques actuelles, des matériaux de très bonne qualité et des diodes de faible taille. Le matériau massif contribue en proportion négligeable au courant d’obscurité en comparaison de la contribution des états d’interfaces, présents aux interfaces InSb/SiO ou InGaAs/InP. La maîtrise des étapes, de passivation pour l’InSb, et d’épitaxie pour l’InGaAs, sont les points critiques de ces technologies. Cette thèse a permis d’identifier les différents mécanismes responsables du courant d’obscurité des diodes InSb et InGaAs. Il est ainsi possible de pointer les étapes de fabrication critiques et de proposer des optimisations de design. Les moyens de caractérisation développés pour ces études pourront être utilisés sur la ligne de production. Ils permettront de contrôler la stabilité des procédés de fabrication, en particulier le dopage de la couche InGaAs et son épaisseur. Ces méthodes ont l'avantage d'être simples à mettre en œuvre, relativement peu coûteuses et surtout non destructives
Lynred is one of the major actors in the high quality cooled infrared detectors market, originally based on II-VI materials (HgCdTe), and more recently on III-V materials (QWIP, InSb, InGaAs). The InSb and InGaAs detectors are composed of photodiode organized in an array, in order to get a two dimension imager. The study reported here aim to enhance our comprehension of the dark current of these photodiodes. The subject is addressed in three steps: a study of the junction profile, an analyze of the phenomenon responsible for the dark current generated in the material’s bulk, and the highlighting of the interfaces role. The junction profile is established from sensibility optimized SIMS measurement. The thicknesses of the absorbing InGaAs layer, and of the space charge region, are obtained from capacity measurement. Because of the non-abrupt junction, the determination of the doping concentration can’t be achieved form the capacity. Diffusion current, which have to be taken into account for the InGaAs diode, is highly dependent upon the double heterojunction. Therefore, vertical and radial diffusion mechanisms have to be considered separately. Additionally, array configuration brings another constraint. Generation current is the witness of the actual technologies progresses, high quality materials with low default concentration and small sized diodes. Bulk material contribution is mostly negligible in comparison of the surface states one, localized at the InSb/SiO or the InGaAs/InP interfaces. Hence, the passivation process, or the epitaxy, is the critical point of those technologies. This thesis made it possible to identify the mechanisms responsible for the dark current of the InSb and InGaAs diodes, allowing us to point out the critical fabrication processes and to propose optimization of design. Characterization means developed during those three years might be used in the production line. It will allow monitoring the stability of the fabrication processes, especially the doping and thickness of the InGaAs absorbing layer. Those methods have the advantages of being simple to use, relatively cheap and above all non-destructives

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Boucher, Yann. "Propriétés optiques d'empilements multicouches de semi-conducteurs GaAs/AlGaAs : application à l'étude de microcavités laser à émission surfacique". Paris 11, 1993. http://www.theses.fr/1993PA112284.

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Ce mémoire est consacré à l'étude d'empilements multicouches de semi-conducteurs gaas/algaas, et plus particulièrement d'empilements périodiques (réflecteurs de Bragg), étudiés en tant que tels ou comme éléments intégrés à des structures plus complexes. Les structures étudiées sont caractérisées par leur spectre de réflectivité linéaire. Pour interpréter ces résultats, nous développons deux approches théoriques complémentaires: la première, basée sur un formalisme matriciel, permet de décrire exactement la propagation d'une onde optique dans une structure stratifiée quelconque et a servi de support a un programme de calcul. La seconde, en termes de couplage d'ondes, complète utilement la première en fournissant les dépendances explicites du comportement des structures en fonction des indices et des épaisseurs des matériaux choisis. Nous établissons l'expression explicite de la constante de couplage et nous exposons les principes de la synthèse des dispositifs complexes. Nous consacrons tout un chapitre aux microcavités lasers à émission surfacique. Dans un échantillon réalisé par le l. C. R. De Thomson-csf, nous avons validé la possibilité d'une émission laser biraie. Ce composant a été utilisé pour réinjecter une cavité laser saphir dopé au titane. Nous avons par ailleurs pompé la micro cavité par des impulsions optiques ultrabrèves (=100 FS) et analysé son spectre d'émission laser biraie avec une camera à balayage de fente. A l'aide d'un modèle simple, nous montrons qu'il est nécessaire de tenir compte non seulement des porteurs libres photo créés dans les puits quantiques, mais encore de ceux crées dans les barrières, suite à l'absorption par ces dernières d'une partie du flux de pompé. La prise en compte de cet effet dans nos simulations donne des résultats en bon accord avec nos observations expérimentales

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Biadala, Louis. "Propriétés optiques de nanocristaux de CdSe/ZnS individuels à basse température". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00654493.

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Les nanocristaux de CdSe font l'objet d'applications émergentes dans les domaines de la nanoélectronique, des technologies laser ou du marquage fluorescent de biomolécules. Pour ces applications, la détermination de la structure fine de l'exciton de bord de bande et des mécanismes de relaxation entre sous-niveaux est d'un intérêt majeur. Cette thèse a été consacrée à l'étude spectroscopique à basse température et sous champ magnétique de nanocristaux individuels de CdSe/ZnS. La remarquable photostabilité des nanocristaux étudiés a permis de caractériser les propriétés optiques des deux états excitoniques de plus basse énergie : l'état excitonique fondamental noir, et l'état excitonique brillant situé quelques meV plus haut en énergie. Ces études ont aussi permis d'identier un état excitonique chargé (trion) et de caractériser ses propriétés photophysiques. La possibilité de générer une cascade radiative biexciton-exciton a également été démontrée dans ces systèmes.

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Guénaud, Charles. "Etudes des propriétés optiques de semiconducteurs à grand gap : puits ZnSe/ZnCdSe et couches minces de GaN". Paris 6, 1999. http://www.theses.fr/1999PA066224.

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Assaid, El Mahdi. "Etude des propriétés électriques et optiques des complexes (D+,X) dans les microcristallites de semi-conducteur de forme sphérique". Metz, 1995. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1995/Assaid.El_Mahdi.SMZ9506.pdf.

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Le travail présenté dans ce mémoire de thèse, est consacré à l'étude du complexe résultant de la liaison d'un exciton à un donneur ionisé dans une microcristallite de semi-conducteur de forme sphérique. Dans le cadre de l'approximation de la fonction enveloppe, et en modélisant le confinement par un puits de potentiel infini, nous avons donné l'équation effective du complexe. Par une approche variationnelle, nous avons déterminé l'énergie fondamentale du complexe, et étudié ses variations en fonction du rayon R de la microcristallite et du rapport des masses effectives de l'électron et du trou. Nous avons ensuite comparé l'énergie du complexe à l'énergie du produit de dissociation le plus stable: le donneur neutre et le trou. Nous avons ainsi montré que pour une valeur de [sigma]> [sigma]3Dc, la stabilité du complexe est obtenue pour des rayons de la microcristallite tels que R1([sigma]) < R < R2([sigma]). En revanche, lorsque [sigma]< [sigma]3Dc, la stabilité du complexe est obtenue pour des microsphères telles que R > R1([sigma]). R1([sigma]) et R2([sigma]) sont les rayons critiques inférieur et supérieur, [sigma]3Dc est le rapport critique relatif au semi-conducteur massif. Nous avons aussi montré que pour chaque, il existe une taille optimale de la microcristallite pour laquelle la stabilité est maximale. Nous avons ensuite déterminé l'intensité d'oscillateur de la transition dipolaire électrique entre l'état fondamental de la microcristallite et l'état correspondant à un exciton lie à un donneur ionisé. Nous avons comparé cette intensité à l'intensité d'oscillateur excitonique, et montre que le confinement quantique privilégie l'absorption du complexe au détriment de l'absorption excitonique. Ainsi pour des microcristallites de taille voisine de la taille excitonique, l'intensité d'oscillateur du complexe est nettement supérieure à l'intensité d'oscillateur excitonique
The present work is devoted to the study of the complex resulting from the binding of an exciton to an ionized donor in semiconductor spherical microcrystallite. We have assumed infinite conduction and valence band offsets and used the envelope function approximation. Within a variational approach we have determined the fundamental energy of the complex as a function of the microcrystallite radius R and the electron to hole mass ratio [sigma]. Then we have compared the energy of the complex to the energy of the most stable dissociation product : the neural donor and the hole. In contrast with the bulk where the complex is stable when [sigma]<[sigma]3Dc, we have shown that the stability domains in the microcrystallite are R1([sigma]) < R < R2([sigma]) for [sigma]> [sigma]3Dc, and R > R1([sigma]) for [sigma]<[sigma]3Dc. R1([sigma]) and R2([sigma]) are the lower and upper critical radii. Wehave also shown that for every value of [sigma], there is an optimal size of the microcristallite which corresponds to a maximal stability. We have determined the oscillator intensity of the dipolar electric transition between the ground state of the microcrystallite and the state corresponding to an exciton bound to an ionized donor. We have compared this intensity to the excitonic oscillator intensity, and shown that the quantum confinement favours the absorption of the complex to the detriment of the excitonic absorption. So for a microcrystallite with a size comparable to the excitonic size, the oscillator intensity of the complex is clearly upper than the excitonic oscillator intensity

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Aïnane, Abdelmajid. "Propriétés électroniques et optiques des trions excitoniques dans les semi-conducteurs bidimensionnels : étude de l'action d'un champ magnétique uniforme". Metz, 1991. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1991/Ainane.Abdelmajid.SMZ915.pdf.

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Le travail présenté dans ce mémoire de thèse est consacré à l'étude des trions excitoniques dans les semi-conducteurs bidimensionnels. Ces quasi-particules peuvent résulter, dans certains conditions, de la liaison d'un exciton (paire électron-trou liée) avec un électron ou un trou dans les semi-conducteurs. Ils se distinguent des autres complexes excitoniques par leur mobilité et leur charge. Ces deux caractéristiques sont susceptibles de donner lieu à des propriétés originales, notamment dans les semi-conducteurs quasi bidimensionnels (super-réseaux semi-conducteurs, puis quantiques). L'étude des trions excitoniques présente un très grand intérêt, tant du point de vue pratique que théorique. Elle permet de comprendre les mécanismes des recombinaisons radiatives contrôlant le fonctionnement de certains dispositifs utilisés en optoélectronique et dans le domaine des télécommunications. Elle fournit également à la physique fondamentale des nouveaux modèles de systèmes formés de quasi-particules en interaction mutuelle, susceptibles d'une analyse expérimentale et théorique très précise. Notre étude a permis de montrer, qu'en l'absence de champ magnétique, des quasi-particles étaient beaucoup plus stables dans les semi-conducteurs bidimensionnels que dans les semi-conducteurs massifs. Par conséquent, leur observation devrait être beaucoup plus favorable dans les milieux 2D. Nous envisageons même une possible observation à température ambiante. Nous avons montré que la forme des raies d'absorption est différente de celle des excitons et autres complexes excitoniques localisés. Ceci devrait faciliter leur identification. Nous avons montré que l'action d'un champ magnétique sur les trions conduit à un renforcement et une quantification supplémentaire des énergies. De plus, nous avons mis en évidence l'influence déterminante de l'orientation du champ magnétique par rapport à la surface du semi-conducteur sur le de quantification. Cette dernière est totale pour un champ perpendiculaire au plan est minimale pour un champ parallèle au plan. Pour des champs magnétiques non nuls, mais suffisamment faibles, les trions se comportent comme des quasi-particules libres et chargées. Dans ces conditions, le champ magnétique donne lieu à des niveaux de Landau comme le cas 3D. Pour un champ magnétique perpendiculaire, la magnéto-absorption se réduit à une série de pics de Dirac. Par contre, dans le cas d'un champ parallèle, elle donne lieu à une série de raies décroissantes vers les basses énergies, à partir d'un bord d'absorption principal. Nos résultats sont originaux et spécifiques aux trions excitoniques. Ils peuvent contribuer à la mise en évidence et à l'identification de ces quasi-particules dans les milieux quasi-bidimensionnels (super-réseaux et puits quantiques semiconducteurs)
This thesis is devoted to the study of excitonic trions in bidimensional semiconductors (S. C. ). These quasi-particles can be the result, assuming some conditions, of the binding of an exciton and an electron or a hole in semiconductors. They differ from others excitonic "complexes" by their charge and mobility winch allow some original properties, especially in quasi-bidimensional semiconductors (S. C. Superlattices, quantum wells). The study of excitonic trions is of great interest for theory as well as for experiment. It allows the understanding of "radiative" recombination mechanisms winch control some devices in optoelectonic or telecommunication. This study also provides to fundamental physics new models for systems containing few particles. This work allows to point out that, in the absence of magnetic field, these quasi-particles are much more stable in bidimensional S. C. That in 3D S. C. . Therefore, their observation should be easier in 2D media. Moreover room temperature studies may become possible for such quasi-particles. We have shown that the absorption line shape differs from that of excitons or other localized excitonic complexes. Their identification is therefore easier. We have shown that the influence of a magnetic field on trions leads to an increasing and additional quantifization of the S. C. Surface on the quantifization degree. This quantifization is total with a magnetic field perpendicular to plane and minimal with the field parallel to plane. For a weak enough magnetic field, the trions behave as free and charged quasi-particles. In this case, the magnetic field gives rises to landau levels as in 3D S. C. . With a perpendicular magnetic field, the magnetoabsorption reduces to Dirac peaks. However, with a parallel field, there appears a series of lines decreasing in the low energy region below a main absorption edge. Our results are original and specific to excitonic trions. They can help in proving the occurence and the identification of these quasi-particles in quasi-bidimensional media (super lattices S. C. And quantum wells)

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Tesis sobre el tema "Propriétés optiques de semiconducteurs"

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