| Titre : |
CONTRIBUTION AUX CALCULS DE LA SECTION EFFICACE DE PHOTOIONISATION : CAS DES SEMICONDUCTEURS POLAIRES (GaAs et CdTe) |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Mamadou COULIBALY, Auteur |
| Editeur : |
Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur |
| Année de publication : |
2024 |
| Importance : |
116 P |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
Physique des Plasmas Plasma Section efficace Photoionisation Fonction d’onde vibrationnelle Onde vibrationnelle Niveau profond Etat de bande Collision Optique Interaction électron-phonon Electron Phonon Semi-conducteur polaire Semi-conducteur Impureté Calcul variationnel GaAs CdTe |
| Résumé : |
En théorie des collisions, l’étude détaillée des résultats de la déviation de particule permet d’avoir des informations sur la nature des particules incidentes et celles de la cible. Nos connaissances actuelles de la physique des particules sont liées à ce processus de collision. Deux grandeurs qui contiennent l’information sur la collision sont principalement étudiées ; il s’agit de la section efficace et de la durée de vie des particules. Par souci de concision, nous limitons notre travail au calcul de la section efficace. Le calcul théorique de cette section efficace dans de nombreux domaines de la physique notamment celui des plasmas et des matériaux démontre à suffisance que la maîtrise de l’information est d’une importance capitale dans la conception des appareils technologiques.
Ces appareils électroniques et optoélectroniques dépendent du comportement des électrons à l'intérieur des matériaux et de leur influence par des perturbations externes. L'utilisation de ces matériaux tels que les semi-conducteurs dans divers domaines d’application exige une bonne connaissance de leurs propriétés électriques et optiques qui sont liées à l’existence de niveaux d'énergie. Ces nanostructures peuvent fonctionner à leur potentiel si elles peuvent être conçues avec un haut degré de pureté et si les impuretés et les défauts introduits sont contrôlés. L'un des moyens de contrôler ces impuretés introduites dans un dispositif semi-conducteur est la photoionisation. Cela fait de la section efficace de photoionisation une propriété optique importante nécessaire à la caractérisation d'une impureté dans un dispositif semi-conducteur. Des techniques de mesure fournissent des courbes expérimentales de la variation de la section efficace de photoionisation en fonction de l'énergie d'excitation et montrent son étroite relation avec les propriétés des états associés au défaut et ceux des bandes qui sont engagés dans la transition optique.
Dans ce travail, nous nous sommes proposé, par une approche théorique et numérique, de contribuer au calcul de la section efficace notamment de photoionisation. Nos calculs sont appliqués particulièrement aux composés semi-conducteurs (III-V et II-VI) du type GaAs et CdTe dont la liaison entre atomes est considérée partiellement ionique ; et le cristal est alors qualifié de « polaire ». Ces cristaux sont perturbés également par la présence d’impuretés substitutionnelles souvent rencontrées dans ces derniers. Nous avons étudié pour ce système l’évolution de la section efficace de photoionisation en fonction de l’énergie d’excitation. Nous avons étudié l’effet des phonons sur cette section efficace à travers la prise en compte du recouvrement des fonctions d’ondes vibrationnelles du réseau. Ensuite, nous avons évalué l’impact du choix des impuretés sur cette section efficace. Nous avons terminé par une confrontation de nos résultats numériques avec quelques données théoriques et expérimentales dans le but de valider le programme de calcul numérique que nous avons mis au point. Nos résultats ont montré que l’effet des phonons est réel dans le calcul de la section efficace de photoionsation. D’autre part, cette dernière est sensible au choix de l’impureté.
Par conséquent, lors de la conception de dispositifs optoélectroniques, au-delà de la fréquence des photons incidents, il faut tenir compte à la fois de la nature et de l'emplacement de toutes les impuretés qui sont incorporées mais également de l’effet de la contribution des phonons. |
| Permalink : |
https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=1889 |
CONTRIBUTION AUX CALCULS DE LA SECTION EFFICACE DE PHOTOIONISATION : CAS DES SEMICONDUCTEURS POLAIRES (GaAs et CdTe) [texte imprimé] / Mamadou COULIBALY, Auteur . - Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur, 2024 . - 116 P ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
Physique des Plasmas Plasma Section efficace Photoionisation Fonction d’onde vibrationnelle Onde vibrationnelle Niveau profond Etat de bande Collision Optique Interaction électron-phonon Electron Phonon Semi-conducteur polaire Semi-conducteur Impureté Calcul variationnel GaAs CdTe |
| Résumé : |
En théorie des collisions, l’étude détaillée des résultats de la déviation de particule permet d’avoir des informations sur la nature des particules incidentes et celles de la cible. Nos connaissances actuelles de la physique des particules sont liées à ce processus de collision. Deux grandeurs qui contiennent l’information sur la collision sont principalement étudiées ; il s’agit de la section efficace et de la durée de vie des particules. Par souci de concision, nous limitons notre travail au calcul de la section efficace. Le calcul théorique de cette section efficace dans de nombreux domaines de la physique notamment celui des plasmas et des matériaux démontre à suffisance que la maîtrise de l’information est d’une importance capitale dans la conception des appareils technologiques.
Ces appareils électroniques et optoélectroniques dépendent du comportement des électrons à l'intérieur des matériaux et de leur influence par des perturbations externes. L'utilisation de ces matériaux tels que les semi-conducteurs dans divers domaines d’application exige une bonne connaissance de leurs propriétés électriques et optiques qui sont liées à l’existence de niveaux d'énergie. Ces nanostructures peuvent fonctionner à leur potentiel si elles peuvent être conçues avec un haut degré de pureté et si les impuretés et les défauts introduits sont contrôlés. L'un des moyens de contrôler ces impuretés introduites dans un dispositif semi-conducteur est la photoionisation. Cela fait de la section efficace de photoionisation une propriété optique importante nécessaire à la caractérisation d'une impureté dans un dispositif semi-conducteur. Des techniques de mesure fournissent des courbes expérimentales de la variation de la section efficace de photoionisation en fonction de l'énergie d'excitation et montrent son étroite relation avec les propriétés des états associés au défaut et ceux des bandes qui sont engagés dans la transition optique.
Dans ce travail, nous nous sommes proposé, par une approche théorique et numérique, de contribuer au calcul de la section efficace notamment de photoionisation. Nos calculs sont appliqués particulièrement aux composés semi-conducteurs (III-V et II-VI) du type GaAs et CdTe dont la liaison entre atomes est considérée partiellement ionique ; et le cristal est alors qualifié de « polaire ». Ces cristaux sont perturbés également par la présence d’impuretés substitutionnelles souvent rencontrées dans ces derniers. Nous avons étudié pour ce système l’évolution de la section efficace de photoionisation en fonction de l’énergie d’excitation. Nous avons étudié l’effet des phonons sur cette section efficace à travers la prise en compte du recouvrement des fonctions d’ondes vibrationnelles du réseau. Ensuite, nous avons évalué l’impact du choix des impuretés sur cette section efficace. Nous avons terminé par une confrontation de nos résultats numériques avec quelques données théoriques et expérimentales dans le but de valider le programme de calcul numérique que nous avons mis au point. Nos résultats ont montré que l’effet des phonons est réel dans le calcul de la section efficace de photoionsation. D’autre part, cette dernière est sensible au choix de l’impureté.
Par conséquent, lors de la conception de dispositifs optoélectroniques, au-delà de la fréquence des photons incidents, il faut tenir compte à la fois de la nature et de l'emplacement de toutes les impuretés qui sont incorporées mais également de l’effet de la contribution des phonons. |
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