I-6). Les applications d'hétérostructures
(GaAs-Ga1-xAlxAs) [I-1] :
Les hétérostructures possèdent un large
domaine d~application surtout avec l~évolution technologique d~actuel,
nous allons citer succinctement quelques applications.
I-6-1). La jonction p-n polarisée en direct (la
diode):
La diode électroluminescente, ou LED (Light Emitting
Diode), est une jonction p-n polarisée en direct, et
réalisée à partir de semi-conducteurs (GaAs,
GaAlAs ...) dans lesquels les recombinaisons des porteurs
excédentaire sont essentiellement radiatives. Plusieurs
possibilités de recombinaison s~offrent aux trous et aux
électrons qui traversent la zone de charge d~espace : recombinaison dans
les zones neutres n ou p, recombinaison dans le volume de la
zone de charge d~espace ou recombinaison sur des défauts situés
en surface de la zone de charge d~espace.
I-6-2). Structure MIS : effet tunnel et
électroluminescence :
Une structure MIS à effet tunnel est constituée
d~une fine couche isolante, de quelques dizaines d~Å
d~épaisseur, séparant le substrat semi-conducteur d~une
électrode métallique. Si le métal est porté
à une tension positive suffisante, des électrons de ma bande de
valence peuvent franchir par effet tunnel la barrière isolante, ce qui
correspond à une injection de trous dans la
bande de valence du semi-conducteur. Ce trou peut se recombiner
avec un électron de la bande de conduction.
I-6-3). Laser à cascade quantique :
Le laser à puits quantique est un laser semi-conducteur
utilisant un seul type de porteur, basé sur deux
phénomènes fondamentaux de la mécanique quantique :
l~effet tunnel et le confinement quantique.
Bien que, le laser à cascade quantique (ou laser
QC), est basé sur une proche complètement
différente, par rapport à la diode laser classique, où
dans un laser QC, les électrons font des transitions entre des
états liés, crées par confinement quantique dans des
couches alternées ultraminces de matériaux semi-conducteurs
(GaAs, GaAlAs) (figure.I.8). Comme ces
couches ultraminces, appelées puits quantiques, ont des tailles
comparables à la longueur d~onde de Broglie de l~électron, elles
restreignent son mouvement dans la direction perpendiculaire au plan des
couches. A cause de cet effet, appelé confinement quantique,
l~électron ne peut passer d~un état d~énergie à
l~autre que par pas discrets, en émettant des photons de lumière.
L~espacement entre les états dépend de la largeur du puits, et
augmente quand la taille du puits diminue. Et Alors la longueur d~onde
d~émission dépend maintenant des épaisseurs des couches,
pas de la bande interdite des matériaux qui les constituent. Cela a
permis la réalisation de lasers avec des longueurs d~onde
d~émission de 3.5 à 24 ìm en utilisant
les mêmes semi-conducteur de base (InGaAs crus sur
InP), ainsi que la réalisation de laser émettent dans
l~infrarouge lointain dans le système de matériaux
GaAs/AlGaAs.
Figure.I.8. Représentation
schématique d'un : (a) laser interbande (laser classique),
(b) et
d'un laser à cascade quantique (laser intersousbande)
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