IV-5 STRUCTURE DE BANDES ELECTRONIQUES DES
AlxGayIn1-x-yP SANS DESORDRE
Figs.IV.11 illustrent la structure de bandes d'énergie par
EPM des AlxGayIn1-x-yP tenant compte sans désordre
compositionnel (mais pas de celui du volume) pour y = 0.3.
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Fig.IV.11 Structures de bandes d'énergie :
Al0.5Ga0.3In0.2P.
Les calculs des différents gaps d'énergie
(Eg, EgX, et
EgL) par EPM (ne tenant pas compte de l'effet de
désordre) pour différentes concentrations 0 = y =0.4 de
l'alliages quaternaires Al0.5GayIn0.5-yP sont donnés dans la
tables IV.6.
|
y
E
|
0
|
0.05
|
0.1
|
0.15
|
0.2
|
0.25
|
0.3
|
0.35
|
0.4
|
|
0.7723
|
1.0209
|
1.2676
|
1.5121
|
1.7548
|
1.9955
|
2.2344
|
2.4712
|
2.7062
|
|
EX
|
0.8794
|
1.0261
|
1.1715
|
1.3156
|
1.4584
|
1.5999
|
1.7400
|
1.8788
|
2.0162
|
|
E L
|
1.4103
|
1.5785
|
1.7435
|
1.9052
|
2.0636
|
2.2187
|
2.3704
|
2.5189
|
2.6640
|
Tableau IV.8 Gaps d'énergieE , E
X , et EL en fonction de
la concentration y :
Al0.5Gay In0.5-yP
La figure IV.11, illustrent respectivement les variations des
gaps d'énergie E , E X
, et EL , pour le Al0.5Gay In0.5-yP, pour
différentes concentrations y, d'où
Gap d'énergie direct et indirects (sans effet de
désordre)
EL
E
EX
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Gap d'energie d'AlGaInP:Ego,Egl-x(ev)
Concentration y
:Al0.5GayIn0.5-yP
Figure. IV.12 Gaps des Al0.5Gay In0.5-yP en
fonction de y.
l'interpolation polynomiale des courbes représentatives
des variations des gaps en fonction de la concentration y qui est
à l'origine des équations IV.9 à 11 suivantes.
E g = 0.771 + 4.988 y - 0.383 y2
(IV.9)
Eg = 0.879 + 2.945 y - 0.258 y2
X
(IV.10)
E g = 1.409 + 3.395 y - 0.654 y2
L
(IV.11)
On en conclut que la V.C.A améliorée
utilisée en calcul du paramètre de courbure du gap de GaxIn1-xP
donne de bons résultats qui sont presque en total accord avec ceux
offerts par l'expérience, ce que ne nous offre pas la V.C.A classique ne
traduisant pas fidèlement les résultats de ces
paramètres.
Partie 2 (Résultats et discussions) : Optimisation des
paramètres physiques intrinsèques et extrinsèques des
structures GaxIn1-xP/AlGaInP
IV-6 OPTIMISATION PAR LA METHODE GRAPHIQUE
Pour déterminer les valeurs maximales des
paramètres fonctionnels, on utilise des méthodes graphiques.
L'optimisation consiste à décider du choix de ces valeurs
maximales en tenant compte de la faisabilité du dispositif
c'est-à-dire en prenant en compte des contraintes comme le dopage et
l'indice de réfraction qui affectent le gain.
Il faut noter que les valeurs maximales des paramètres
fonctionnels ne sont pas nécessairement les valeurs optimales.
On utilise l'alliage GaxIn1-xP comme une couche active
d'un laser à un seul puits quantique.
IV-6-1 Désaccords de maille et contraintes de
puits
En se basant sur la condition d'adaptation entre le
matériaux des couches actives dans la structure lasers à puits
quantiques GaxIn1-xP sur le substrat AlGaInP, illustrées par
figs.IV.13
L'évolution de Aa/aAlGaInP (quantifiant la
contrainte en %) en fonction de la concentration x de gallium (Ga)
pour la structure GaxIn1-xP est telle que :
Aa/aAlGaInP = (-0.4182x + 0.243) / 5.626 pour
GaxIn1-xP/Al0.38Ga0.21In0.41P (IV.12) GaxIn1-xP/AlGaInP x:0à1
|
aGaInP
|
f ( x )
|
5.9 5.8 5.7 5.6 5.5 5.4
|
|
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
x
concentration x
Figure.IV.13 Condition d'adaptation GaInP sur AlGaInP.
GaxIn1-xP/Al0.38Ga0.21In0.41P
accord de ma ille en (%)
78
g ( x)
4.3
4.2
4.1
Figure. IV.15 Aa/aAlGaInP en fonction de x
(GaxIn1-xP)
| 
