Étude spectroscopique de la diode électroluminescente à triple barrière

Abstract

Ce travail présente une étude expérimentale des différentes propriétés de la diode électroluminescente à effet tunnel à triple barrière, une composante optoélectronique. Les quantités importantes à observer afin de comprendre le fonctionnement de notre structure sont principalement le champ électrique dans les différentes régions de la structure et la population de porteurs (électrons et trous) dans ces mêmes régions. En pratique, nous allons extraire ces quantités à partir de l'évolution des spectres d'émission spontanée (mesure d'électroluminescence) en fonction de la tension externe appliquée. Le déplacement en énergie de la raie d'émission d'un puits quantique est relié au champ électrique dans ce puits par l'effet Stark. De même, l'étalement en énergie de la raie d'émission d'un puits quantique nous renseigne sur la population de porteurs présents dans ce puits. Nous allons ensuite montrer que notre structure montre de bonnes caractéristiques de commutation. Lors de l'application d'une excitation laser sur la structure, celle-ci commute d'un état de faible émission vers un état de forte émission lumineuse, avec un excellent ratio de commutation. Deux régimes différents d'opération seront identifiés. Dans le premier régime, l'application d'une excitation laser fait commuter la structure, mais celle-ci revient dans son état initial si on enlève la puissance d'excitation. Dans le deuxième régime, la structure reste dans l'état d'émission élevée même lorsqu'on enlève le laser. La structure ne peut alors revenir dans son état de faible émission que si on change la tension appliquée sur la structure. Enfin, nous allons donner une estimation de la vitesse à laquelle notre structure commute à l'aide de mesures d'optique résolues dans le temps.