Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université de Sidi Bel Abbès - Djillali Liabes
Affiliation
Département d’Electronique
Auteur
TALEB, Soufyane
Directeur de thèse
Soudini Belabbès (Professeur)
Filière
Electronique
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude et simulation des propriétés électroniques et optiques d’un laser à boite quantique à base de ZnO et ses alliages
Mots clés
LASER,boite quantique,ZnO.
Résumé
Une boite quantique (BQ) est un composé à base de semiconducteur dont les excitons sont confinés dans les 3 dimensions de l’espace, ce qui induit une densité d’état plus fines que dans les structures conventionnelles. Ce confinement donne aux boîtes quantiques des propriétés proches de celles d’un atome, raison pour laquelle les boites quantiques sont parfois qualifiés d’ « atomes artificiels ». Comme application, ces nanostructures sont utilisées dans les composants optoélectroniques tels que les diodes lasers. Ainsi, ces nano lasers présentent des caractéristiques meilleures par rapport aux lasers classiques. En augmentant le confinement quantique à trois dimensions , nous pouvons, entre autres, diminuer davantage le courant de seuil des lasers et éliminer la dépendance de la longueur d’onde par rapport à la température d’opération, deux caractéristiques nécessaires pour les dispositifs optoélectroniques destinés aux telecommunications optiques. Cependant, l’obtention d’un confinement quantique efficace à l’intérieur des BQ exige l’optimisation de la forme, de la taille, de la distribution de taille, de la densité surfacique et de l’arrangement des nanostructures. L’objectif de ce travail de recherche est de s’intéresser à un cas de semiconducteur qui a été largement utilisé dan les structures lasers classiques. Il s’agit d’un semi-conducteur à large gap, l’oxyde de zinc et ses alliages ternaires qui ont reçu une attention particulière ces dernières années en raison de leurs avantages potentiels par rapport aux nitrures III-V grâce à la disponibilité de substrat, croissance comparativement plus simple et la maitrise des technologies de traitement. A travers l’étude des propriétés électroniques et optiques, on essaye de montrer l’effet de la réduction de taille sur la recombinaison excitonique. Dans ce semiconducteur, du fait d’une masse effective des électrons très élevée, les effets de confinement doivent apparaitre pour des tailles inférieures à 10nm. Les effets de surface peuvent éventuellement subvenir avant les effets de confinement quantique. Les résultats de cette simulation vont permettre une optimisation des paramètres intrinsèques pour ces nanostructures. Les résultats obtenus seront comparés avec d’autres travaux.
Statut
Validé