Magneto-absorption study of CdMnTe / CdMgTe semimagnetic quantum wells containing a two dimensional electron gas - Segregation Phenomena at CdTe / CdMnTe interfaces

Étude en magnéto-absorption de puits quantiques semimagnétiques CdMnTe / CdMgTe en présence d'un gaz d'électrons bidimensionnel - Phénomènes de ségrégation aux interfaces CdTe / CdMnTe

Aristide Lemaitre (1)

1 GPS - Groupe de Physique des Solides

This work deals with two different aspects of CdMnTe quantum well physics. The part concerns the caracterisation of CdTe/CdMnTe interfaces. The second one is about the magneto-optical evidences of many-body effects in n-doped CdMnTe quantum wells

Ce travail montre l'intérêt, par deux aspects, des semiconducteurs semimagnétiques CdMnTe pour l'étude des propriétés structurales, magnétooptiques et électroniques des puits quantiques II-VI. La première partie est consacrée à la caractérisation des interfaces CdTe/CdMnTe dans des puits quantiques asymétriques. Le large effet Zeeman dû à l'interaction d'échange porteurs-Manganèse de la transition excitonique fondamentale, déterminé par des mesures de magnétoréflectivité et d'effet Kerr, permet une analyse précise du profil de concentration du Manganèse à proximité de l'interface. Nous mettons ainsi en évidence le mécanisme de ségrégation qui résulte l'échange d'atomes entre deux monocouches adjacentes en cours de croissance. Dans la seconde partie, l'effet Zeeman géant de la bande de conduction est utilisé pour polariser totalement le spin des électrons d'un gaz bidimensionnel de densité intermédiaire présent dans un puits quantique semimagnétique. Cette propriété permet de découpler les phénomènes dépendant et non-dépendant du spin des électrons et d'étudier ainsi les effets à N corps au sein d'un gaz d'électrons bidimensionnel. L'analyse des mesures de magnéto-transmission inter-niveaux de Landau met en évidence la création de paires électron-trou liés par l'interaction coulombienne. L'énergie de liaison de ce complexe est toutefois fortement réduite par deux mécanismes dus au gaz d'électrons : l'écrantage et le remplissage de l'espace des phases. Un autre effet à N corps est manifeste : l'interaction d'échange électron-électron qui permet d'expliquer, conjointement avec l'interaction d'échange porteurs-Manganèse, la polarisation complète du gaz à un faible champ magnétique. Un modèle au premier ordre, incluant ces trois effets, reproduit le comportement des énergies des transitions en champ.

Mots clés: Magneto-optical effects; Absorption spectra; Interface phenomena; Zeeman effect; Electron hole pair; Exchange interactions; Electron-electron interactions; Spin polarization; Modulation doping; Landau levels; Two-dimensional electron gas; Quantum wells; Semimagnetic semiconductors; Cadmium tellurides; Manganese tellurides; Magnesium tellurides; Experimental study; Binary compounds; Ternary compounds; Transition element compounds

Mots clés: Effet magnétooptique; Spectre absorption; Ségrégation; Phénomène interface; Effet Zeeman; Paire électron trou; Interaction échange; Interaction électron électron; Polarisation spin; Dopage modulé; Niveau Landau; Gaz électron 2 dimensions; Puits quantique; Semiconducteur semimagnétique; Cadmium tellurure; Manganèse tellurure; Magnésium tellurure; Etude expérimentale; Composé binaire; Composé ternaire; CdTe; Cd Te; Cd Mg Te; Cd Mn Te; Métal transition composé

Domaines: Autre [cond-mat.other]

Aristide Lemaitre. Étude en magnéto-absorption de puits quantiques semimagnétiques CdMnTe / CdMgTe en présence d'un gaz d'électrons bidimensionnel - Phénomènes de ségrégation aux interfaces CdTe / CdMnTe. Autre [cond-mat.other]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00645513⟩