III-2). Présentation des échantillons
[III-1][III-11]:
Sur le substrat de GaAs dopé n, est
déposé par jets moléculaires une petite couche tampon de
GaAs dopé n, et ensuite le super-réseau
GaAs[1]/AlAs[1] est déposé. Il consiste en une
succession de monocouches de GaAs et d~AlAs (d~où les
"[1]" dans la dénomination), ceci est illustré dans la
figure.III.1.
Figure.III.1.
III.3). La partie « substrat GaAs » [III-11]
:
Dans la structure étudiée, il y a une couche qui
sert d~un substrat GaAs dopé n. Pour étudier les
propriétés optiques de ce substrat nous avons
présenté des mesures de réflectivités optiques
issues de [III-11]. Cependant nous souhaitons à partir de ces mesures
valider le modèle de la
Chapitre III : Etude des propriétés
optiques dans l'infrarouge lointain d'une hétérostructure
à base de GaAs/Ga1-xAlxAs -
Validation du modèle de la fonction diélectrique
-
fonction diélectrique pour le cas d~une couche plane de
GaAs, et ceci en comparant les courbes expérimentales de la
réflectivité avec celles obtenus théoriquement par le
modèle de la fonction diélectrique.
Nous rappelons ici la fonction diélectrique
utilisée (formule (II-35)) :
2
2 - ö
2
æ LO TO p
= 1 + ÷ -
R è - - ø +
2 2 2
i i e
TO
Nous utilisons toujours les données issues de [III-12]
pour la contribution des phonons. Pour ce qui est de la partie
électronique, nous n~avons pas a priori d~idée précise du
taux de dopage Ne , et
encore moins du taux de relaxation e des
électrons dans le cristal. Pour le dopage, le fabricant indique
uniquement une gamme entre 1 et 3 10 cm-
18 3
' ( Ne 1.466( 0.05) 10
cm-
18 3
= #177; ' et
e 69.54 (1) cm - 1
= #177; ) [III-11]. De plus, nous supposons que les
électrons ont une masse effective
égale à celle qu~ils possèdent dans le bas
de la bande de conduction.
Cependant, la réflectivité mesurée
expérimentalement pour un angle d~incidence de 45° est
représentée en figure III.2, comparée
à la réflectivité théorique ajustée.
Figure.III.2. Réflectivité d'une
surface plane de GaAs dopé ( i =45°)
[III-11]
On observe, comme nous l~avons vu au chapitre
précédente, que la zone de forte réflectivité
(où la fonction diélectrique est négative) est beaucoup
très importante pour notre cas (où GaAs
Chapitre III : Etude des propriétés
optiques dans l'infrarouge lointain d'une hétérostructure
à base de GaAs/Ga1-xAlxAs -
Validation du modèle de la fonction diélectrique
-
est dopé n). L~effet des électrons se fait sentir
dès que la longueur d~onde approche 21 m . A
cette longueur d~onde, la réflexion s~augmente d~une
façon continue, dont les phonons optiques commencent à contribuer
à la réponse optique et entrent en couplage avec les
électrons libres, cependant la fonction diélectrique est proche
de zéro, et devient négative pour des longueurs d~ondes plus
grandes. Par contre, près du phonon optique transverse (39 m )
la fonction
diélectrique redevient positive et la
réflectivité chute alors fortement (due au
terme
d~amortissement = g TO). Plus loin encore, la
réflectivité s~augmente de nouveaux (la fonction
diélectrique redevient négative) à cause de
la contribution des porteurs libres.
Finalement, et loin de toutes ces explications, en comparant
la courbe théorique de la réflectivité obtenu par le
modèle de la fonction diélectrique avec celle obtenu par les
mesures expérimentales, on trouve que l~accord est très bon sur
l~ensemble du spectre, ce qui montre donc l~efficacité du modèle
de la fonction diélectrique.
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