Etude des propriétes excitoniques de GaN par spectroscopies continue et résolue en temps à l'échelle de la femtoseconde

Ce travail de thèse porte sur l'étude des propriétés extrinsèques et intrinsèques d'échantillons de GaN massif autosupporté ou épitaxié sur saphir, avec des techniques classiques de spectroscopie (réflectivité et photoluminescence) ainsi qu'avec une technique de réflectivité résolue en temps à l'échelle de la femtoseconde. L'élargissement d'un exciton et sa force d'oscillateur sont difficiles à déterminer de façon indépendante et la simulation des spectres de réflectivité continue ne permet pas de les déterminer avec précision. Les spectres d'autocorrélation enregistrés avec la réflectivité résolue en temps présentent des battements dus à l'excitation simultanée des excitons Xa et Xb ayant des énergies voisines. L'amplitude de ces battements dépend des forces d'oscillateur et leur décroissance en fonction du temps dépend des élargissements des excitons. L'analyse combinée des deux types de réflectivité a permis la détermination précise de ces paramètres en utilisant un modèle "inhomogène" permettant de déterminer séparément les deux élargissements dépendant de la température et de la qualité cristalline d'un échantillon. Cette étude a permis de déterminer l'évolution des énergies et des forces d'oscillateur des excitons Xa, Xb, Xc en fonction de la contrainte. Les résultats expérimentaux sont en bon accord avec les prédictions théoriques. La dépendance en température des propriétés excitoniques a été aussi étudiée : les paramètres de l'interaction phonon-exciton ont été déterminés avec précision, l'influence des impuretés sur les élargissements homogènes a été montrée. Une variation des forces d'oscillateur jusqu'à ~75 k a été observée, ce phénomène peut être attribué à la présence d'impuretés dans les échantillonsCLERMONT FD-BCIU Sci.et Tech. (630142101) / SudocSudocFranceF