Cathodoluminescence in semiconductor structures under local tunneling electron injection

Résumé : L’objectif de ce travail de thèse est d’étudier les phénomènes de transport électronique et de recombinaison à l’échelle nanométrique dans des structures semi-conductrices à puits quantiques. L’approche expérimentale retenue consiste à injecter les porteurs localement par la pointe d’un microscope à effet tunnel et à détecter la luminescence due à la recombinaison des électrons transmis à travers la structure et capturés par les puits quantiques insérés à distance de la surface. Cette mesure tout optique permet de s’affranchir des problèmes liés à la mesure électrique de très faibles courants transmis, d’envisager l’étude du transport à travers des nanostructures isolées et de réaliser une cartographie du transport aux échelles ultimes éventuellement dans des structures contactées en condition de fonctionnement. Les principaux résultats obtenus au cours de ce travail concernent l’étude de structure GaN/InGaN/GaN qui constituent la base des dispositifs électroluminescents pour l’éclairage. La spectroscopie d’excitation de la cathodoluminescence, obtenue en mesurant la lumière émise par les puits d’InGaN en fonction de l’énergie d’injection des électrons, montre deux régimes que l’on peut relier à la structure de la bande de conduction. Les images de cathodoluminescence mettent en évidence des effets de localisation des porteurs sur la recombinaison radiative dans les puits quantiques d’InGaN. Ces effets de localisation peuvent être reliés au désordre de composition de l’alliage ternaire. Par ailleurs, les conditions de forte injection nécessaires pour étudier le transport dans les structures semi-conductrices de type p de grande bande interdite produisent des modifications importantes de la surface. L’exploitation de ces phénomènes nous a permis de montrer la possibilité de modifier la surface du GaN sous la pointe tunnel et de réaliser des structures artificielles de dimensions nanométriques.
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Thèse
Physics [physics]. Ecole Doctorale de l'Ecole Polytechnique, 2015. English
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Contributeur : Petr Polovodov <>
Soumis le : mardi 19 juillet 2016 - 16:23:50
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:25:43

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Petr Polovodov. Cathodoluminescence in semiconductor structures under local tunneling electron injection. Physics [physics]. Ecole Doctorale de l'Ecole Polytechnique, 2015. English. 〈tel-01346834v1〉

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