Comprendre et maîtriser le passage de type I à type II de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb

Les antimoniures sont des matériaux émergeants dans la fabrication de dispositifs optoélectroniques émettant et détectant dans l’infrarouge. Cependant, leurs énergies de bande interdite et leurs alignements de bandes ne sont pas bien compris et peu d’études existent quant à la fabrication de ces alliages. De plus, lorsque ces matériaux sont confinés sous forme de puits quantiques, les porteurs de charges voient leur localisation être modifiée en fonction de la composition d’indium et d’arsenic dans l’alliage. Ce changement de localisation marque la transition de type I à type II et permet de mieux comprendre l’alignement des bandes. Afin d’optimiser l’utilisation des antimoniures comme dispositifs optoélectroniques, il est nécessaire de pouvoir prédire l’énergie des transitions énergétiques, l’alignement des bandes énergétiques pour former une hétérostructure et maîtriser la fabrication de ce matériau.

 Cette thèse abordera tous ces défis en développant un modèle qui prédit les énergies de transitions de puits quantiques d'In(x)Ga(1-x)As(y)Sb(1-y) sur substrat de GaSb pour différentes concentrations d’indium et d’arsenic. De plus, l’alignement des bandes d’énergie de cet alliage sera présenté pour l’ensemble des compositions et permettra d’identifier celles où la transition type I vers type II se produit. Ensuite, les mesures expérimentales de diffraction des rayons X,  de microscopie et de spectroscopie faites sur des échantillons fabriqués par épitaxie seront présentées. Enfin, deux modèles simples d’incorporation d’arsenic et de ségrégation d’indium seront montrés pour expliquer les résultats expérimentaux.