Etude des proprietes optiques d'un nombre reduit de boites quantiques par photoluminescence et cathodoluminescence (French text)

Ce memoire de maitrise presente les resultats obtenus par spectroscopie de la photoluminescence, spectroscopie de la cathodoluminescence et par imagerie de la cathodoluminescence sur un nombre tres reduit de boites quantiques (BQ). Ces boites quantiques d'InAs/GaAs sont formees spontanement lors de la croissance epitaxiale (Stranski-Krastanov) d'InAs sur un substrat de GaAs. La reduction du nombre de BQ sondees a pu etre realisee par la gravure de nanomesas, une technique entierement developpee dans le cadre de ces travaux. Cette isolation d'un nombre de BQ de l'ordre de l'unite (entre 2 et 10) a permis de s'affranchir du probleme de l'elargissement inhomogene des raies provenant des fluctuations dans la taille des BQ. Suite a l'isolation, on observe une grande reduction de la largeur a mi-hauteur des pics presents sur les spectres. Ainsi, il est possible de voir les structures sous-jacentes aux gaussiennes initiales dans les spectres de cathodoluminescence. La comparaison de spectres de photoluminescence et de cathodoluminescence nous a mene a conclure que le remplissage des etats et la dynamique des porteurs est tres similaire dans les deux cas. Ces deux techniques sont donc complementaires. Les images de la cathodoluminescence obtenues montrent la distribution de l'intensite emise a l'interieur d'un mesa. La resolution spatiale de ces images est de ∼100 nm, soit cinq fois mieux que la resolution d'une autre technique (micro-photoluminescence). En somme, nous avons montre que la spectroscopie et l'imagerie de la cathodoluminescence, jumele a l'observation au microscope electronique, sont de puissantes techniques peu utilisees a ce jour pour l'analyse structurale et spectrale des boites quantiques.