Etudes des états d'excitons dans les nanostructures à base des semiconducteurs sous l'action des champs extérieurs

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire de thèse est consacré à l’étude des effets du champ électrique, de la pression hydrostatique et de la température sur les propriétés des excitons confinés dans les nanostructures de semiconducteurs en adoptant des formes de potentiel de confinement symétriques et asymétriques. Le thème portant sur les excitons dans les systèmes quantiques de basses dimensionnalistés tel que les superréseaux, puits, fils et boîtes quantiques, occupe actuellement une place importante dans la sphère savante et présente un intérêt tant du point de vue pratique que théorique. Il permet de faciliter la compréhension des processus des recombinaisons radiatives contrôlant le fonctionnement de certains dispositifs employés en optoélectronique et dans le champ des télécommunications, Elle présente également à la physique fondamentale des nouveaux modèles de structures constitues de quasi-particules en couplage mutuelle, susceptibles d’une analyse expérimentale et théorique très précisée. Les quasiparticules étudiées sont confinées dans les nono-systèmes de géométrie cylindrique à base de semiconducteur de type GaAs/GaAIAs. La démarche théorique adopté s’est basée sur la résolution à chaque fois, de l’Hamiltonien de Schrôdinger en utilisant les approximations de la masse effective et de la fonction enveloppe accompagnées de la démarche variationnelle. A l’issue de ce travail, nous avons pu calculer à chaque fois les spectres d’énergies des états excitoniques dans les boîtes quantiques de géométrie cylindrique. Ces quasi-particules (excitons) était beaucoup plus stables dans ces nanostructures que dans les systèmes massifs et peuvent être détectées même à température ambiante. Les effets de la pression et du caractère asymétrique de la boîte quantique permettent de stabiliser de plus l’exciton ce qui peut être intéressant dans le domaine des applications. Les résultats de ces études montrent l’importance des perturbations extérieurs su-indiqués sur les spectres énergétiques des excitons dans ces nanostructures.