these-boumaza

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université Ferhat Abbas Sétif-1
THESE
Présentée à la faculté des Sciences
Département de Physique
Pour l’obtention du diplôme
de
Doctorat en Sciences
Option: Physique du Solide
Par
Mohamed Boumaza
Thème
Relaxation dans les semiconducteurs
soutenue le **/ **/ 2016
Devant le jury :
Président: Kamel Bencheikh Professeur, Université Ferhat Abbas Sétif 1
Rapporteur: Saadi Lamari Professeur, Université Ferhat Abbas Sétif 1
Examinateur: Samah Madani Professeur, Université A. Mira Bejaia
Examinateur: Abdeslam Houari Professeur, Université A. Mira Bejaia
Examinateur: Nadjib Baadji Maître de Conférences A, U. de M’Sila, M’Sila

Dédicace
Je dédie ce travail à mes parents, ma famille, tous mes enseignants , amis
et collègues.

Remerciements
Je tiens avant tout à remercier du fond du cœur mon encadreur M. Saadi
Lamari de m’avoir proposé ce sujet et dirigé tout au long de mon travail. Je lui
suis aussi redevable pour sa patience, son encouragement, ses conseils, ainsi
que pour les nombreuses discussions fructueuses que nous avons eues ensemble.
Je remercie aussi très vivement Monsieur Kamel Bencheikh, professeur à
l’Université Sétif-1, pour l’honneur qu’il me fait en acceptant de présider le
jury.
Je tiens aussi à exprimer ici ma gratitude à Monsieur Samah Madani,
professeur à l’Université de Bejaia, d’avoir gentiment accepté d’examiner mon
travail et faire partie du jury.
Je ne manque pas aussi à adresser mes sincères remerciements à
Monsieur Abdeslam Houari, professeur à l’Université de Bejaia, de m'avoir
honoré en acceptant de participer au jury en tant qu'examinateur.
Un grand merci également à Monsieur Nadjib Baadji, professeur à
l'université de M’sila, d’avoir accepté d’examiner le travail contenu dans cette
thèse et de faire partie du jury.
Je profite de cette occasion pour remercier également le ministère de
l'enseignement supérieur et de la recherche scientifique (MESRS) ainsi que la
direction générale de la recherche scientifique et du développement

technologique (DGRSDT) d'avoir financé plusieurs projets CNEPRU et un
PNR dont j'ai fait partie.

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Liste des Figures
Figure 1.1: Profil d’un puits quantique de profondeur V0 ..................................................................21
Figure 1.2: Structure de la bande de valence pour un puits quantique de largeur a = 25 Å en ligne
continue en incluant la sous bande split-off (sp) et en ligne discontinue où la sous bande split- off (sp)
est négligée.............................................................................................................................................30
Figure 1.3: Structure de la bande de valence pour un puits quantique de largeur a= 100 Å en ligne
continue en incluant la sous bande split-off (sp) et en ligne discontinue où on la néglige …………...31
Figure 1.4: Densité d’états pour les trous lourds ( HH ) et légers ( LH ) pour un puits de largeur 25
Å…………………………………………………………………………………………..…….…….32
Figure 1.5: Fonctions d’ondes des trous lourds en ligne continue, légers en ligne discontinue et split-
off en ligne pointillé……………………………………………………………………………..…....33
Figure 1.6: Fonctions d’ondes des trous lourds en ligne continue, légers en ligne discontinue et split-
off en ligne pointillé………………………………………………………………………….…….....33
Figure 1.7: Structure de la bande de valence 3D pour un puits quantique de largeur 25 Å……..…....35
Figure1.8: Les contours isoénergétiques des trous lourds en fonction des vecteurs d’ondes kx et ky....36
Figure 1.9: Les contours isoénergétiques des trous légers en fonction des vecteurs d’ondes kx et ky..37
Figure 1.10: Structure de la bande de valence pour un puits quantique de largeur 25 Å. En ligne
discontinue on tient compte de l’anisotropie et en ligne continue l’anisotropie est négligée…….…..38
Figure 1.11: Structure de la bande de valence pour un puits quantique de largeur 100 Å. En ligne
discontinue on tient compte de l’anisotropie et en ligne continue l’anisotropie est négligée………...39
Figure 1.12: Structure de la bande de valence pour un puits quantique de largeur 150 Å. En ligne
discontinue on tient compte de l’anisotropie et en ligne continue l’anisotropie est négligée …....…..40
Figure 2.1: Relation de dispersion des phonons pour AlAs massif ( Réf.[10]) ..........…………….....53
Figure 2.2: Relation de dispersion des phonons pour GaAs massif (calculée: ligne pleine, mesurée:
points), Réf.[10]...............………………………………………………………………………...........53
Figure 2.3: Potentiel des phonons confinés pour plusieurs largeurs de puits en fonction de la position
le long de la direction de croissance……………………………………………………………….......67
Figure 2.4: Potentiel des phonons d’interfaces symétrique pour plusieurs largeurs de puits…….......68
Figure 3.1 (a): Taux de diffusion intra-sous-bandes des trous lourds et légers avec absorption d'un
phonon optique polaire. (b) La fonction Γij pour les trous lourds et légers……………………...........79
Figure 3.2: Densité d'états finale des trous lourds et légers avec absorption (émission) d'un phonon
optique polaire en ligne continue (discontinue)…………………………………………………......... 80