Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université d’Oran1 - Ahmed Ben Bella
Affiliation
Département de Physique
Auteur
SAHOUADJ, Sid Ahmed
Directeur de thèse
KADRI Abderrahmane (Professeur)
Filière
Physique des Matériaux
Diplôme
Doctorat
Titre
Etude d’optimisation de diodes tunnel résonnant à base de Nanostructures à Puits Quantiques/Doubles Barrières de ZnSe/ZnS/ZnTe
Mots clés
tunnel résonnant, Nanostructures, Puits Quantiques, Doubles Barrières, ZnSe, ZnS, ZnTe
Résumé
Dans ce travail nous étudions les matériaux II-VI de la famille du Zinc ZnTe, ZnSe, ZnS, ZnO. Ce sont des matériaux très intéressants car à gap intermédiaire entre le Proche Infrarouge (1.8eV pour ZnTe) et l’Ultra-Violet (3.3eV pour ZnO). Ceci leur confère des potentialités dans les applications optoélectroniques en tant qu’émetteurs de lumière LED et LASER dans cette gamme importante de longueurs d’ondes. Ces matériaux présentent également d’importantes potentialités en nano-électronique et en photonique (optique intégrée) et dans les applications solaires. Ceci est du d’abord à leurs propriétés physicochimiques et à leurs propriétés physiques particulières. Dans cette étude on s’intéresse plus particulièrement à l’effet tunnel résonnant un phénomène quantique qui met en jeu les propriétés de bandes des matériaux impliqués. Cet effet est très important dans l’optoélectronique ultra-rapide et surtout les générateurs d’hyperfréquences dans le domaine des fréquences du GHz-THz. Pour cela on considère des structures Puits quantique/double barrière pour lesquelles on optimise les meilleures propriétés qui donne le bon effet tunnel. Il s’agit d’abord de modéliser par un calcul ab-initio (DFT-LF-LAPW) les propriétés structurales, optiques et électroniques des matériaux considérés. Ceci permet de déterminer certains paramètres qui seront injectés dans les calculs suivants et qui seront basés sur la théorie k.P. Il s’agit ensuite de modéliser les propriétés de bandes des états d’électrons et de trous confinés dans les puits quantiques. On calcule le confinement et la dispersion des états pour différentes structures. Il s’agit enfin de modéliser l’effet tunnel résonant proprement dit. On calcule ici par la méthode de la Matrice de transfert basée sur la fonction enveloppe différents paramètres associés à l’effet tunnel résonnant : le facteur de transmission ainsi que la densité de courant tunnel résonnant. Ces paramètres sont ensuite utilisés pour calculer les fréquences de fonctionnement des diodes tunnel résonnant RTD basées sur ces systèmes. Il s’agit en fait de procéder à une étude comparative des différentes structures de diodes tunnel résonnant. On procédera enfin à une étude des différentes applications de ces RTD dans des domaines très variés.
Statut
Validé