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R. Planel
..... 0 .... Gap indirect
-1 '
I
I
I
I
I
I
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
acubique, f i aliex
Figure 3.2 : Largeur du gap en fonction du paramètre de maille (cubique ou hexagonale) pour divers matériaux
et alliages. N'apparaissent pas sur ce genre de schéma des quantités intéressantes comme les décalages de bandes.
(Emprunté à C.F.Klingshirn [5] p.147)
inversement proportionnelle à la densité d'énergie élastique stockée, donc au désaccord. Mais
comme la génération de dislocation nécessite le franchissement de barrières d'énergie, elle
peut être dépassée dans certaines conditions de croissance, laissant la couche contrainte en
équilibre métastable. Au contraire, une fois relaxée, la couche contient une densité élevée de
dislocations, souvent incompatible avec de bonnes propriétés électroniques et optiques.
Ajoutons ici que le terme pseudo-morphique et les considérations ci-dessus peuvent
s'appliquer aussi à d'autres modes de croissances forcées par le substrat, comme des structures
cubiques pour un matériau naturellement hexagonal.
Au-delà dun désaccord de l'ordre du pour cent, on entre dans le domaine des croissances
exotiques, souvent difficilement prévisibles, mais qui peuvent révéler de bonnes surprises. Par
exemple, dans le système InAs/GaAs, caractérisé par un désaccord de maille de 7%, la
croissance s'effectue en îlots, sans génération de dislocations. Leur taille est encore
imparfaitement contrôlée, mais ce sont de bons exemples de "boîtes quantiques".
Ne nous y trompons pas. Aucune technologie n'est parfaite. Lépitaxje GaAdGaAlAs a
été bien sûr l'objet des études les plus détaillées pour apprécier concrètement les écarts à
l'idéalité de la structure. Les résultats dépendent en grande partie de l'expérience en cause.
Nous sommes par excellence dans le domaine quantique, où il ne peut être question d'isoler la
connaissance de l'objet de la nature de la sonde. Autrement dit, même la caractérisation des
structures peut mettre en jeu les techniques les plus sophistiquées
Une bonne façon d'appréhender cette réalité est de faire l'historique des études sur la
rugosité et la gradualité des interfaces dans ce système école. Depuis la fin des années 70, on
sait par des études de photoluminescence que la hauteur moyenne des rugosités d'interface est
dune monocouche. En effet la raie de recombinaison d'exciton était d'une largeur variable
avec l'épaisseur du puits, correspondant à 1' incertitude introduite par de telles fluctuations de
R. Planel
..... 0 .... Gap indirect
-1 '
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0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
acubique, f i aliex
Figure 3.2 : Largeur du gap en fonction du paramètre de maille (cubique ou hexagonale) pour divers matériaux
et alliages. N'apparaissent pas sur ce genre de schéma des quantités intéressantes comme les décalages de bandes.
(Emprunté à C.F.Klingshirn [5] p.147)
inversement proportionnelle à la densité d'énergie élastique stockée, donc au désaccord. Mais
comme la génération de dislocation nécessite le franchissement de barrières d'énergie, elle
peut être dépassée dans certaines conditions de croissance, laissant la couche contrainte en
équilibre métastable. Au contraire, une fois relaxée, la couche contient une densité élevée de
dislocations, souvent incompatible avec de bonnes propriétés électroniques et optiques.
Ajoutons ici que le terme pseudo-morphique et les considérations ci-dessus peuvent
s'appliquer aussi à d'autres modes de croissances forcées par le substrat, comme des structures
cubiques pour un matériau naturellement hexagonal.
Au-delà dun désaccord de l'ordre du pour cent, on entre dans le domaine des croissances
exotiques, souvent difficilement prévisibles, mais qui peuvent révéler de bonnes surprises. Par
exemple, dans le système InAs/GaAs, caractérisé par un désaccord de maille de 7%, la
croissance s'effectue en îlots, sans génération de dislocations. Leur taille est encore
imparfaitement contrôlée, mais ce sont de bons exemples de "boîtes quantiques".
Ne nous y trompons pas. Aucune technologie n'est parfaite. Lépitaxje GaAdGaAlAs a
été bien sûr l'objet des études les plus détaillées pour apprécier concrètement les écarts à
l'idéalité de la structure. Les résultats dépendent en grande partie de l'expérience en cause.
Nous sommes par excellence dans le domaine quantique, où il ne peut être question d'isoler la
connaissance de l'objet de la nature de la sonde. Autrement dit, même la caractérisation des
structures peut mettre en jeu les techniques les plus sophistiquées
Une bonne façon d'appréhender cette réalité est de faire l'historique des études sur la
rugosité et la gradualité des interfaces dans ce système école. Depuis la fin des années 70, on
sait par des études de photoluminescence que la hauteur moyenne des rugosités d'interface est
dune monocouche. En effet la raie de recombinaison d'exciton était d'une largeur variable
avec l'épaisseur du puits, correspondant à 1' incertitude introduite par de telles fluctuations de