Lundi 25 septembre à 15h en amphi Drahi-X
"Recombinaison dépendante du spin sur les états localisés de centre paramagnétique dans les alliages ternaires de nitrures dilués III-V."
Abstract
La recombinaison dépendante du spin (SDR) dans les semi-conducteurs non magnétiques est un effet de corrélation quantique qui se produit lorsque des porteurs polarisés en spin subissent une recombinaison de Shockley-Read-Hall par l’intermédiaire d’un défaut paramagnétique. Alors que la majorité des études liées au SDR se concentrent sur quelques centres bien caractérisés, par exemple les centres NV dans le diamant, des effets SDR d’une ampleur record ont été observés dans le nitrure dilué GaAs1-xNx où les preuves suggèrent que le défaut actif SDR est un interstitiel Ga2+. Dans cette thèse, deux études expérimentales principales ont été réalisées. Tout d’abord, en utilisant la photo-luminescence résolue en polarisation (PRPL) combinée à une analyse Roosbroeck-Shockley, un moyen de déterminer la teneur en azote de l’alliage est détaillé et comparé favorablement à une technique plus largement acceptée basée sur la spectroscopie Raman. La PRPL est également utilisée dans une étude détaillée de la dépendance de la puissance d’excitation du SDR, de la polarisation du spin des électrons de conduction et de la demi-largeur de Hanle pour un alliage GaAs0.978N0.022. Il est démontré que l’ensemble standard d’équations de taux couplées utilisé dans la littérature pour modéliser ces dépendances de puissance échoue, bien qu’un meilleur accord soit obtenu en ajoutant la recombinaison Auger bande à bande qui devient prédominante aux puissances d’excitation les plus élevées.Il est nécessaire d’affiner ce modèle. Deuxièmement, l’énergie de piégeage du centre profond associé au défaut interstitiel Ga2+ est rapportée pour la première fois. En utilisant une nouvelle technique de spectroscopie transitoire de photo-courant polarisé (pol-PICTS) qui révèle la nature dépendante du spin du processus de piégeage des électrons, l’état de piégeage responsable du SDR dans les nitrures dilués se trouve à environ 0,27 eV en dessous du bord de la bande de conduction. L’observation de l’émission de trous à partir du même piège révèle qu’il se situe à 0,79 eV au-dessus du bord de la bande de valence, ce qui donne un écart de 1,06 eV en très bon accord avec la valeur moyenne de 1,11 eV obtenue par l’analyse de Roosbroeck-Shockey des spectres PRPL.