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Titre: Etude de nanotechnologies à base de semiconducteurs II-VI à faible GAP : Appliquées au biomedical

Domaine: Sciences de la matière (SM)

Filière: Physique

Option: NANOSCIENCES,NANOTECHNOLOGIE,NANOMETROLOGIE

Auteur: MAMI Fatima Zohra

Soutenu (e) le: 23/06/2021

Sous la direction de: KADRI Abderrahmane, Professeur, Université Oran 1

Co-directeur:MOKDAD Naouel, MCA, Université Oran 1

Le président du jury : ZITOUNI Karima, Professeur, Université Oran 1

Examinateur1: BELFEDAL Abdelkader, Professeur, Université de Mascara Mustapha STAMBOULI

Examinateur2: BENTATA Samir, Professeur, Université de Mascara Mustapha STAMBOULI

Examinateur4: ZEKRI Noureddine, Professeur, Université USTO M.B.

Invité: CHIALI Selma, Professeur, Université Oran 1

Mention: Très honorables

Résumé:

Le but de notre travail est d'étudier la faisabilité d'un Laser fabriqué à base de nanostructures à puits quantiques de Hg1-xCdxTe/CdTe opérant dans l'infrarouge et utiles pour différentes applications telles le biomédical. Cette étude spécifique impose l'utilisation de Lasers ayant des caractéristiques particulières : Balayer les longueurs d'onde infrarouge; Un gain max élevé; Une faible densité de courant de seuil ; Au chapitre I, nous présentons les principales propriétés des matériaux étudiés: HgTe, CdTe et Hg1-xCdxTe. Ensuite, nous décrivons le choix des substrats ainsi que les méthodes de croissance utilisées pour l'élaboration de ces trois matériaux. Puis nous procèdons à une étude des propriétés des photodétecteurs Hg1-xCdxTe à avalanche APD's et à cavité de résonnance DBR's (Distributed Bragg Reflector). Au chapitre II, nous étudions la théorie k.P appliquée au système cubique Zinc-Blende puis nous entamons les calculs basés sur cette théorie des structures massives HgTe, CdTe et Hg1-xCdxTe à faible gap (Eg<3 eV). Puis nous nous intéressons à l'étude k.P des hétérostructures quantiques Hg1-xCdxTe /CdTe pour les calculs du confinement et de la dispersion pour différentes compositions d'alliage. Au Chapitre III, nous nous intéressons plus particulièrement aux processus de diffusion dans le cas où le matériau représente des faibles gaps engendrant ainsi une forte non-parabolicité entre les sous bandes d'énergies : bande de conduction, bande de valence et spin-orbite. Au Chapitre IV, nous optimisons les différents paramètres du Laser Hg1-xCdxTe /CdTe à multipuits quantiques pour différentes compositions en cadmium.Au chapitre V, nous étudions les applications des dispositifs à base de Hg1-xCdxTe qui couvrent le domaine du moyen au lointain infrarouge : 1micro-12micro. Il s'agit en particulier, des applications en infrarouge thermique et en biomédical.


Mots clefs: HgTe, CdTe; Hg1-xCdxTe; Théorie k.P; Lasers; Infrarouge moyen et lointain; Hg1-xCdxTe/CdTe; Nanostructures; Puits quantiques; Applications biomédicales.


Publications associées à la thèse

Article 1 TH5229:

Titre: Nonparabolicity effects on carrier lifetimes in bulk Hg1-xCdxTe alloys and Mid-Infrared 2D Hg1-xCdxTe/CdTe Single Quantum Well Lasers

Revue: Superlattices and Microstructures ELSEVIER

Référence: YSPMI 106780 Superlattices and Microstructures 150 (2021) 106780, https://doi.org/10.1016/j.spmi.2020.106780

Date: 17 Décembre 2020 online Hard publication in Superlattices and Microstructures Volume 150, February 2021, 106780