Etude des effets d'un champ extérieur sur les propriétés optiques et les états d'impureté dans les nanostructures semiconductrices

Abstract

Dans la première partie de ce mémoire, nous avons étudié les propriétés optiques des semi-conducteurs massifs et de faibles dimensions. Nous avons utilisés la technique de photoluminescence pour examiner l’effet de l’irradiation γ sur l’Arséniure de Gallium dopé n. Nous avons montré que les électrons compton crées par l’irradiation γ sont responsables des dommages de déplacement tels que la lacune de Gallium et le Silicium en position accepteur. Pour les semi-conducteurs de faibles dimensions, nous avons fait une synthèse bibliographique et montré que les propriétés optiques sont subordonnées à la structure des états électroniques qui est considérablement modifiée par le confinement quantique. Dans la deuxième partie, nous avons présenté un modèle théorique pour calculer l’énergie de liaison et la polarisabilité d’une impureté donneuse dans un fil quantique et en présence d’un champ magnétique. Ce modèle a été réalisé dans les deux situations d’un potentiel de confinement infini et fini avec des applications numériques sur le semi-conducteur GaAs. Nous avons tenu compte de la discontinuité de la masse. Après, ce modèle a été étendu avec succès pour l’étude des effets d’un champ électrique et d’un champ magnétique sur l’état d’impureté donneur dans une boite quantique. Nous avons trouvé que, dans le cas réaliste du modèle de potentiel fini, l’énergie de liaison croit et passe par un maximum lorsque la taille de la nanostructure diminue. Pendant que la polarisabilité diminue et passe par un minimum. D’autre part, l’énergie de liaison augmente avec l’intensité du champ magnétique et la polarisabilité diminue. Pour des nanostructures de petites tailles, l’effet du champ magnétique est négligeable devant l’effet du confinement géométrique. Par contre, pour des nanostructures large, l’effet du champ magnétique est prédominant.