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Rita Najjar

Épitaxie de semiconducteurs II-VI : ZnTe/ZnSe et CdTe:Se. Étude du confinement électronique de type-II et du dopage isoélectronique

Publié le 12 décembre 2008


Thèse soutenue le 12 décembre 2008 pour obtenir le grade de docteur de l'Université Joseph Fourier - Grenoble I - Spécialité : Physique

Résumé :
Ce travail repose sur le développement de la croissance, par épitaxie par jets moléculaires, d'hétérostructures présentant une alliance de deux familles de matériaux semi-conducteurs: les tellurures et les séléniures. Il tend à montrer l'originalité des propriétés physique spécifiques de cette association en développant deux cas: les puits et les boîtes quantiques de type-II ZnTe/ZnSe et les centres isoélectroniques CdTe:Se.
Pour ZnTe fortement contraint sur ZnSe, une transition morphologique de type Stranski-Krastanow non-standard a été observée. La formation d'îlots nanométriques a pu être obtenue grâce à un traitement de surface à base de Te amorphe. Lors de leur encapsulation, nous avons été confrontés à une disparition totale de ces îlots. Nous proposons de nouvelles conditions de croissance qui limitent les phénomènes de ségrégation, ou d'échange Se/Te, et préservent en partie les îlots. Cependant les nanostructures obtenues ne contiennent pas ZnTe sous forme binaire pure mais sous forme d'alliage ordonné ZnSeTe.
Les propriétés de photoluminescence d'un plan de boîtes quantiques et celles d'un puit quantique ZnTe/ZnSe sont analysées et comparées. Nous proposons un modèle capable de décrire parfaitement les différents résultats optiques spécifiques d'un système où l'alignement de bande est de type-II. Ce modèle est basé sur des arguments statistiques et électrostatiques.
La dernière partie traite de l'insertion d'atomes de sélénium dans CdTe sous forme d'un dopage planaire. Des centres isoélectroniques sélénium ont pu être isolés. Une mesure du dégroupement des photons émis montre que ces objets individuels se comportent comme des émetteurs de photons uniques.

Jury :
Président : Franck Omnes
Rapporteur : Nicolas Bertru
Rapporteur : Olivier Briot
Examinateur : Piotr Kossacki
Directeur de thèse : Henri Mariette
Co-directeur de thèse : Régis André

Mots clés :
Boîtes quantiques, épitaxie par jets moléculaires, semiconducteurs II-VI : tellurures et séléniures, confinement électronique type-II, dopage isoélectronique

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