Spectroscopie ultrarapides des hétérostructures d’oxyde de zinc pour des application spin optoelectroniques
Langue Anglais
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Auteur : Siebadji Tchuimeni, Daniel Osee
Date de soutenance : 19-11-2024

Directeur(s) de thèse : Gallart, Mathieu - Balocchi, Andréa

Président : Disseix, Pierre
Rapporteur(s) : Disseix, Pierre - Tchernycheva, Maria
Membre(s) du jury : Tribollet, Jérôme

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Nanophysique
Classification : Physique

Mots-clés libres : Semi-conducteurs à large bande interdite, Spectroscopie ultrarapide, Expérience pompe-sonde, Photoluminescence, Nanostructure, Puits quantiques, ZnO, Optoélectronique
Mots-clés :
  • Dynamique ultra-rapide
  • Hétérostructures
  • Puits quantiques
Résumé : Nous avons étudié un puits quantique ZnO/ZnMgO par photoluminescence (PL), qui a ensuite été comparée à une spectroscopie pompe-sonde (P&P) non conventionnelle. La photoluminescence à basse température (T = 6 K) est composée d'une ligne due à l'exciton du puits quantique e1hh1 accompagnée d'un satellite à plus basse énergie. À basse température, la PL provient de la recombinaison d'excitons localisés sur des fluctuations de largeur du puits. Lorsque la température augmente, le système évolue vers un régime dominé par la PL d'une population d'excitons libres, alimentée par l'ionisation du complexe excitonique lié. La forme spécifique de la ligne ainsi que la dépendance en puissance de l'intensité intégrée révèlent que la ligne satellite est due à un biexciton avec une énergie de liaison de 23 meV. À l'aide d'expériences de P&P non conventionnelles, nous avons étudié simultanément toutes les dynamiques de porteurs dans un puits quantique étroit polaire ZnO. Ces expériences montrent qu'en raison d'une thermalisation très rapide, la dynamique des excitons libres est régie par la durée de vie des excitons localisés. Leur recombinaison est radiative, au moins jusqu'à 200 K, l'absence de processus non radiatifs témoignant de la haute qualité de l'échantillon. Nous avons observé un signal négatif que nous interprétons comme une absorption, de l'exciton au biexciton, confirmant l'identification faite au chapitre précédent. De plus, une structure située à 72 meV de l'énergie de l'exciton localisé est interprétée comme la création d'un exciton assistée par un phonon optique. Enfin, un déplacement rapide vers des énergies plus élevées, durant 7 ps au début de la population d'excitons libres, montre la présence d'un écrantage de champ électrique dans le puits, considéré jusqu'à présent comme négligeable à cette taille de puits.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2024STRAE027
Type de ressource : Thèse