Vers des émetteurs de lumière de longueurs d`ondes contrôlées à

Vers des ´emetteurs de lumi`ere de longueurs d’ondes
contrˆol´ees `a base de nanostructures InAs/InP
Mohamed Helmi Hadj Alouane
To cite this version:
Mohamed Helmi Hadj Alouane. Vers des ´emetteurs de lumi`ere de longueurs d’ondes contrˆol´ees
`a base de nanostructures InAs/InP. R´eseaux et t´el´ecommunications [cs.NI]. INSA de Lyon,
2013. Fran¸cais. <NNT : 2013ISAL0045>.<tel-01127030>
HAL Id: tel-01127030
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01127030
Submitted on 6 Mar 2015
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N° d’ordre 2013ISAL0045 Année 2013
Thèse
Vers des émetteurs de lumière de
longueurs d’ondes contrôlées à base de
nanostructures InAs/InP
Présentée devant
L’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Pour obtenir
Le grade de docteur
École doctorale : Electronique, Electrotechnique, Automatique
Spécialité : Micro et nano technologies
Par
Mohamed Helmi Hadj Alouane
Soutenue le 19 juin 2013 devant la Commission d’examen
Jury MM.
Hassen Maaref, Professeur, Faculté des Sciences de Monastir
Nicolas Chauvin, Chargé de recherche CNRS, UMR5270 INL, Villeurbanne
Catherine Bru-Chevallier, Directeur de recherche CNRS, UMR5270 INL,
Villeurbanne
Fredj Hassen, Professeur, Institut Supérieur d'Informatique et de Mathématique,
Monastir
Bouraoui ILAHI, Professeur Invité, Institut Interdisciplinaire d'Innovation
Technologique (3IT), Université de Sherbrooke (Invité)
Michel Gendry, Directeur de recherche CNRS, UMR5270 INL, Ecully (Invité)
Laboratoire de recherche : Cette thèse a été préparée en cotutelle entr
des Nanotechnologies de Lyon (INSA de Lyon) et à Laboratoire de Micro-
Optoélectronique et Nanostructures (Faculté des sciences de Monastir).
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© [M.H. Hadj Alouane], [2013], INSA de Lyon, tous droits réservés

Vers des émetteurs de lumière de longueurs d’ondes contrôlées à
base de nanostructures InAs/InP
Résumé
La complexité des systèmes de télécommunications par fibre optique évolue
rapidement de façon à offrir plus de bande passante. Comme ce fut le cas pour
avancés est requise pour la production de composants de haute qualité aux
deux types matrice InP. En effet, le premier volet de ce travail consiste à étudier
propriétés optiques de bâtonnets quantiques (BaQs) élaborées p
achevé à base de ces hétérostructures. Un modèles théorique qui traite de
différentes         
(NFs) InP et des hétérostructures à nanofils InAs/InP allant des structures 1D
en mode VLS (Vapeur-Liquide-Solide) sur substrat silicium. Nous avons révélé
par différentes techniques spectroscopiques (PL, excitation de PL, microPL,
PLRT) des propriétés optiques très spécifiques et particulièrement intéressantes :
fort rapport surface/volume impactant sur les durées de vie des porteurs
photocrés, présence de différentes phases cristallines (Wurtzite et Zinc-blende)
pu réaliser des couches actives des émetteurs à base de NFs dans lesquels nous
quantiques avec une forte localisation spatiale des porteurs et un très fort
maintient de la luminescence en fonction de la température. Les mesures de PL
-1.55 µm ce qui
       e nanofils dans une technologie
des télécommunications par fibres optiques.
Mots-Clés:
InAs/InP, Batonnets quantiques, Nanofils, caractérisation optique, intégration
monollitique
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InAs/InP nanostructures with controlled emission wavelength:
Toward photonic integrated circuits applications.
Abstract
The complexity of the systems optical communications is changing rapidly so as
to provide more bandwidth. As was the case for the microelectronics industry,
the integration of advanced photonic components required for the production of
high quality components with multiple functions. It is in this context that fits
this work is to control the emission wavelength of InAs nanostructures produced
in two types InP matrix. Indeed, the first part of this work is to study the InAs
quantum dots in a solid matrix and InP will be dedicated mainly to the
investigation of the impact of selective interdiffusion on the optical properties of
quantum rods (BAQS) developed by molecular beam epitaxy (MBE). A
prototype of a modular length source has been completed based on these
heterostructures. A theoretical model that deals with the activation and heat
transfer of carriers through BAQS different sizes, created by controlled ion
implantation has been developed. The receipts obtained in the first topic we
were able to address a very competitive second theme related to the study of
structures in nanowires (NWs) InP nanowire heterostructures and InAs / InP
structures ranging from 1D heart / shell structures containing BQ InAs nanowire
by MBE on InP VLS (Vapor - Liquid -Solid) mode on a silicon substrate. We
revealed by various spectroscopic techniques (PL, PL excitation , microPL ,
PLRT) very specific and particularly interesting optical properties : high surface
/ volume impacting on the lives of the holders photocrés, the presence of
different crystalline phases (and Wurtzite zinc - blende) within a single
nanowire as a function of growth conditions. We were able to achieve the active
layers of issuers based NWs in which we favored the formation of InAs
equivalent segments of quantum dots with a strong spatial localization of
carriers and maintains a strong luminescence as a function of temperature. PL
measurements show that the InAs segments emit in the range 1.3-1.55 microns
which shows the potential applications of this type of nanowire technology in
fiber optic communications.
Keywords:
InAs/InP, Quantum Dashes, Nanowires, Optical Characterization, monolithic
integration
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INSA Direction de la Recherche - Ecoles Doctorales Quinquennal 2011-2015
SIGLE
ECOLE DOCTORALE
NOM ET COORDONNEES DU RESPONSABLE
CHIMIE
CHIMIE DE LYON
http://www.edchimie-lyon.fr
Insa : R. GOURDON
M. Jean Marc LANCELIN,Université de Lyon 
Collège Doctorat, Bât ESCPE43 bd du 11
novembre 1918, 69622 VILLEURBANNE Cedex
Tél : [phone] di recteur@edchimie- l yon.fr
E.E.A.
ELECTRONIQUE,
ELECTROTECHNIQUE,
AUTOMATIQUE
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Secrétariat : M.C.
HAVGOUDOUKIAN
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M. Gérard SCORLETTI, Ecole Centrale de Lyon
36 avenue Guy de Collongue 69134 ECULLY
Tél : [phone] Fax : [phone]
[e-mail]
E2M2
EVOLUTION, ECOSYSTEME,
MICROBIOLOGIE,
MODELISATION
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Mme Gudrun BORNETTE
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Bernard Lyon 1 Bât Forel 43 bd du 11 novembre
1918
69622 VILLEURBANNE Cédex
Tél : [phone] [e-mail]
EDISS
INTERDISCIPLINAIRE
SCIENCES- SANTE
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[e-mail]
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HS
INFORMATIQUE ET
MATHEMATIQUES
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Bernard Lyon 1 INFOMATHS
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69622 VILLEURBANNE Cedex
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[e-mail]
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7 avenue Jean Capelle 69621 VILLEURBANNE
Cédex
Tél : [phone] Fax [phone]
[e-mail]
MEGA
MECANIQUE,
ENERGETIQUE, GENIE
CIVIL, ACOUSTIQUE
Secrétariat : M. LABOUNE PM :
71.70 Fax : 87.12
Bat. Saint Exupéry
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ScSo
ScSo
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M. OBADIA Lionel Université Lyon 2
86 rue Pasteur 69365 LYON Cedex 07
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