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mercredi 21 novembre 2018 à 13h30, à l’INSA de Rennes (amphi GC)

Ronan TREMBLAY soutient sa thèse de doctorat

Photonique sur silicium ; Semi-conducteurs III-V ; MBE ; Phosphure de Gallium ; Boîtes quantiques InGaAs/GaP

Ronan TREMBLAY soutient sa thèse de doctorat

« Propriétés structurales, optiques et électriques de nanostructures et alliages à base de GaP pour la photonique intégrée sur silicium »

 

Ce travail de thèse porte sur les propriétés structurales, optiques et électriques de nanostructures et alliages à base de GaP pour la photonique intégrée sur silicium. Parmi les méthodes d’intégration des semi-conducteurs III-V sur Si, l’intérêt de l’approche GaP/Si est tout d’abord discuté. Une étude de la croissance et du dopage de l’AlGaP est présentée afin d’assurer le confinement optique et l’injection électrique dans les structures lasers GaP. Les difficultés d’activation des dopants n sont mises en évidence. Ensuite, les propriétés de photoluminescence des boites quantiques InGaAs/GaP sont étudiées en fonction de la température et de la densité d’excitation. Les transitions optiques mises en jeu sont identifiées comme étant des transitions indirectes de type-I avec les électrons dans les niveaux Xxy et les trous dans les niveaux HH des boites quantiques InGaAs et de type-II avec les électrons dans les niveaux Xz du GaP contraint. Malgré une modification notable de la structure électronique de ces émetteurs, une transition optique directe et type I n’est pas obtenue ce qui reste le verrou majeur pour la promotion d’émetteurs GaP sur Si. La maitrise de l’interface GaP/Si et de l’injection électrique est par ailleurs validée par la démonstration de l’électroluminescence à température ambiante d’une LED GaPN sur Si. Si l’effet laser n’est pas obtenu dans les structures lasers rubans GaP, un possible début de remplissage de la bande Г dans les QDs est discuté. Enfin, l’adéquation des lasers à l’état de l’art avec les critères d’interconnections optiques sur puce est discutée.

Composition du jury
 
Phillippe CHRISTOL Professeur, IES, Université de Montpellier 2Rapporteur
Xavier WALLART Directeur de Recherche, IEMN, CNRSRapporteur
Eva MONROY Docteur HDR, INAC, CEA GrenobleExaminatrice
Nicolas BERTRU Professeur, Institut Foton, INSA de RennesExaminateur
Yoan LÉGER Chargé de Recherche, Institut Foton, CNRSCo-encadrant de thèse
Charles CORNET MCF HDR, Institut Foton, INSA de RennesDirecteur de thèse