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RÉSUMÉ
Les diodes laser commercialisées actuellement sont élaborées à partir de puits quantiques, couches minces semi-conductrices d’épaisseur nanométrique. De nombreuses études sont aujourd’hui consacrées aux boîtes quantiques semi-conductrices, nanostructures capables de confiner les électrons à l’échelle du nanomètre dans toutes les directions de l’espace. Leurs caractéristiques supérieures à celles des diodes à puits quantique, notamment une réduction de la densité de courant de seuil et une plus grande stabilité en température, en font d’excellents candidats pour le marché des télécommunications optiques.
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INTRODUCTION
La réalisation de boîtes quantiques autoassemblées, nanostructures dans lesquelles l’électron est confiné dans les trois directions de l’espace, et la discrétisation des états électroniques qui en résulte, permettent d’envisager l’élaboration de diodes laser pour les télécommunications optiques avec des caractéristiques supérieures à celles des diodes laser à puits quantique, commercialisées actuellement.
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2. Boîtes quantiques autoassemblées
2.1 Effet du confinement électronique sur la densité d’états
Sur les boîtes quantiques :
Boîtes quantiques dopées avec des ions de terres rares pour l’émission de lumière visible [RE 35] de B. Daudin et Y. Hori
Jusqu’à la moitié des années 1980, les lasers avec une zone active épaisse de plusieurs microns dominaient le marché. Mais ce n’est qu’avec l’introduction des diodes laser à puits quantique et la forte réduction des densités de courant de seuil, de l’ordre de 40 à 50 A/cm2 , obtenue pour la première fois par Z.I. Alferov, prix Nobel en 2000, que le marché des diodes laser explosa. En 1982, Y. Arakawa et H. Sakaki , de l’université de Tokyo, étudièrent théoriquement l’effet de confinement de la zone active dans les trois directions de l’espace. Pour un laser à boîtes quantiques, ils prédirent une très faible densité de courant de seuil et une complète indépendance des caractéristiques laser vis-à-vis de la température.
Le paramètre clé est l’effet du confinement en taille sur la densité d’états qui se produit lorsque la dimension de la zone active est du même ordre...
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