Note ABES Ultrafast spectroscopy of zinc oxide heterostructures for spin opto electronics application Spectroscopie ultrarapides des hétérostructures d’oxyde de zinc pour des application spin optoelectroniques Semi-conducteurs à large bande interdite Spectroscopie ultrarapide Expérience pompe-sonde Photoluminescence Nanostructure Puits quantiques ZnO Optoélectronique Wide bandgap semiconductors Ultrafast spectroscopy Pump-probe experiment Photoluminescence Nanostructure Quantum wells ZnO Optoelectronics 530.143 535 Dynamique ultra-rapide Hétérostructures Puits quantiques 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. We studied a ZnO/ZnMgO quantum well by photoluminescence (PL) which is then contrasted to a non-conventional pump-probe (P&P) spectroscopy. The low temperature PL (T = 6 K) is composed of a line due to the QW exciton e1hh1 accompanied by a lower energy satellite. At low temperature, PL originates from the recombination of excitons localized on well width fluctuations. When the temperature, the system evolves to a regime dominated by the PL of a population of free exciton supplied by the ionization of the bound excitonic complex. Its specific line shape as well as the power dependence of integrated intensity reveal that the satellite line is due to a biexciton with a binding energy of 23 meV. Using a non-conventional P&P experiments, all carrier dynamics within a polar ZnO narrow quantum well was studied simultaneously. This experiments show that due a very fast thermalization, the free exciton dynamics is ruled by the lifetime of the localized exciton. Its recombination is radiative at least up to 200 K, the absence of non-radiative processes being evidence of the high quality of the sample. We observed a negative signal that we interpret as an absorption, from the excitonic to the biexciton that confirms the identification made in the previous chapter. Furthermore, a structure located at 72 meV from the localized exciton energy is interpreted as the creation of an exciton assisted by optical phonon. Finally, a quick shift lasting 7ps at the start of population of free exciton towards higher energyVersion septembre 2024 6 / 4shows the presence of electric field screening in the well which was so far considered negligible in this well size. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 34738654 https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2024/Daniel_Siebadji_2024_ED182.pdf Siebadji Tchuimeni Daniel Osee 1994-03-31 FR 283546484 213028195AE 22120250 4200020 https://theses.fr/2024STRAE027 2024STRAE027 https://doi.org/10.70675/e6356c81z69cbz4ba8za8b4z52c9383d773e 2024-11-19 Nanophysique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Gallart Mathieu MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 068557272 Balocchi Andréa MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 155635913 Disseix Pierre MADS_PRESIDENT_DU_JURY 138482438 Tribollet Jérôme MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 081847033 Disseix Pierre MADS_RAPPORTEUR_1 138482438 Tchernycheva Maria MADS_RAPPORTEUR_2 092598447 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 ddc:530 Gallart Mathieu Balocchi Andréa Disseix Pierre Tribollet Jérôme Disseix Pierre Tchernycheva Maria École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 34738654