Optical and thermodynamic properties of GaAs and Si 1−x GeX quantum dots fo terahertz applications

Abstract

Le présent travail de thèse est une recherche sur la compréhension des propriétés optoélectroniques/thermodynamiques des boîtes quantiques sous différentes formes pour des applications dans le domaine de Térahertz (THz). Afin de déterminer les propriétés optoélectroniques, nous avons étudié les états d’énergie/les éléments de matrice de transition entre les différents états liés aux énergies de transition de l’électron dans les nanostructures pour différents géométries de type coeur/coquille cylindrique, semi-oblate/semi-prolate sous différentes perturbations : confinement quantique, présence d’une impureté, pression/température. Dans la première partie, nous avons étudié les propriétés optoélectroniques/thermodynamiques des points quantiques de coeur/coquille cylindrique du matériau GaAs. Dans le cadre de l’approximation de la masse effective, nous résolvons numériquement l’équation de Schrödinger relative à une particule par la méthode variationnelle de Ritz. Après avoir déterminé les propriétés électroniques, nous avons étudie les propriétés optiques linaires/non linéaires tels que le coefficient d’absorption/l’indice de réfraction. Afin de déterminer les propriétés thermodynamiques nous résolvons l’équation de Schrödinger analytiquement dans le modèle à deux bandes/nous déterminons les énergies de toutes les états excités, nous calculons par la suite le spectre d’énergie/ensuite utilisé dans la détermination des propriétés thermodynamiques en utilisant la distribution de Boltzmann-Gibbs. Ce qui concerne les boites quantiques de type semi-oblate/semi-prolate du SiGe/Si étudiées dans la deuxième partie, nous avons utilisé la méthode des éléments finis pour déterminer les propriétés électroniques. Après avoir déterminé les propriétés électroniques nous avons calculé les coefficients optiques tels que le coefficient d’absorption, l’indice de réfraction, le second/le troisième harmonique de génération. A la fin de cette partie nous avons déterminé les propriétés thermodynamiques des nanostructures tels que semi-oblate/semi-prolate.