PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
5.3 . DÉMONSTRATION EXPÉRIMENTALE DE LA RÉDUCTION DE
L’ÉPAISSEUR
5.3.2 Réduction de l’épaisseur pour une structure bound to continuum
En premier lieu nous avons étudié la réduction de l’épaisseur sur des
structures de type bound to continuum. La structure standard fait 12 µm
d’épaisseur et est nominalement identique à la structure décrite par S.
Barbieri et coauteurs [53] . La région active de la structure fine de 6 µm
d’épaisseur est identique à la structure standard sauf le dopage moyen
de la région active qui est 20 % plus faible. Les deux structures ont été
fabriquées, en guide métal métal et en guide plasmonique afin de pouvoir
comparer les performances de ces dispositifs dans les deux guides en
fonction de l’épaisseur.
Les deux structures lasent à environ 2.6 THz (cf figure 5.7). En guide
(a) (b)
2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
Fréquence (THz)
2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
Fréquence (THz)
FIG. 5.7: Spectres des structures Bound to continuum en guide métal
métal, pour une épaisseur de la région active de 12 µm (panneau
(a)) et de 6 µm (panneau (b)). Les spectres ont été acquis en mode
pulsé (20 kHz, 300 ns), en utilisant le bolomètre comme détecteur.
double métal, (la couche de contact est amincit jusqu’à 200 nm environ)
les courbes LIV en fonction de la température sont présentées dans la
figure 5.8.
Comme prévu, la tension de fonctionnement a été réduite. Elle n’a pas
été réduite d’un facteur deux, car il faut prendre en considération la barrière
Schottky 9 de l’ordre de 0.7 V.
La structure fine fonctionne jusqu’à 75 K en mode pulsé et 60 K en
continu. Ces valeurs sont très proches de la structure de référence de 12
µm d’épaisseur.
Entre les deux structures les densités de courant ne peuvent être comparées
car les dopages sont différents : le dopage de la région active de la
9 La barrière Schottky est une barrière de potentiel qui se forme à l’interface entre un
métal et un semi-conducteur.
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