Modelisation et simulation des composants optoélectroniques à puits quantiques

Ce travail de thèse a pour objet la mise en œuvre d'une méthode de calcul des états liés dans les structures à multipuits quantiques. Il participe ainsi à l'amélioration des outils de simulation permettant d'optimiser les composants avant leur réalisation. Nous présentons le modèle physique utilisé ainsi que les différentes méthodes couramment employées pour le calcul de ces états. Une comparaison avec le calcul par éléments finis du premier ordre montre un avantage majeur de notre approche dans des cas limites usuels comme le couplage de deux puits identiques ou le calcul des bandes de valence d'un puits quantique large, ainsi qu'en terme de rapidité. La finalité de ce calcul est l'évaluation du gain matériau, élément de base de la simulation des composants. Ce nouveau module vient compléter le simulateur BCBV dont nous rappelons les principaux modèles tels que celui de dérive-diffusion et du couplage électrique-optique en semi-classique. Cependant, la présence de zones quantiques peut nécessiter une approche par la matrice de densité pour rendre compte, de manière plus précise, des phénomènes de transport. Pour finir, nous tentons de comparer les résultats de la simulation du gain avec des mesures effectuées à partir de lasers de type Fabry-Pérot.The main goal of this work is the implementation of a new method to calculate bound states in multiquantum well devices. It focuses on the improvement of simulation tools and therefore helps the design of optoelectronic devices prior to their fabrication. We describe the physical model used as well as the classical methods usually employed for this calculation. Compared to first order finite element approach, our method deals correctly with borderline cases like coupling of identical wells or valence bands calculation of large wells and is also advantageous in terms of computational time. The aim of this calculation is the material gain evaluation that is the basis for device simulation. Our new module completes the BCBV simulator of which we will describe the main models such as that of drift-diffusion and electro-optic coupling in the semi-classical approach. However, the quantum wells can require a density matrix approach to take into account transport phenomena more precisely. Finally, we try to compare simulation results with experimental measurements taken from Fabry-Pérot lasers.ROUEN-BU Sciences (764512102) / SudocROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF