PHOTONIQUE POUR LES LASERS À CASCADE QUANTIQUE ...

tel-00740111, version 1 - 9 Oct 2012
CHAPITRE 1 . INTRODUCTION
transport tunnel résonnant. Le transport tunnel résonnant correspond à la
transition des électrons entre deux niveaux électroniques, chacun des niveaux
étant confinés dans un puits quantique différent, de tel sorte qu’ils
aient la même énergie. C’est la brique de base pour tous les phénomènes
de transport électronique dans les structures inter-sous-bandes.
1.5.2 Principales utilisations des transitions inter-sous-bandes
1.5.3 Détecteur QWIP
Le QWIP (Quantum Well Infrared Photo-detector), démontré en 1987
[23] est un détecteur infrarouge mettant en jeu une transition inter-sousbande.
La structure d’un QWIP est la suivante : un puits quantique est
conçu pour avoir deux niveaux électroniques confinés, le deuxième étant
assez proche en énergie du continuum. Sous l’application d’un champ
électrique, le niveau excité va être alors couplé (par transport tunnel) au
continuum. Le QWIP peut fonctionner de la même manière pour les électrons
ou les trous, mais nous ne nous concentrerons que sur les électrons.
Si le système est dopé n (excès d’électrons), alors ceux ci vont principalement
peupler le niveau fondamental du puits quantique.
FIG. 1.7: Principe général d’un QWIP. (extrait de [24]).
Si un photon résonant avec l’écart énergétique entre les deux niveaux
arrive sur la structure, il sera absorbé, et par conséquent un électron sera
excité dans le niveau supérieur. L’électron a alors une probabilité non nulle
de passer par transport tunnel dans le continuum. Il pourra alors générer
un courant électrique, qui sera alors mesuré.
Afin d’augmenter le courant généré dans le QWIP plusieurs puits quantiques
en série sont utilisés. De plus ample détails sur les QWIPs peuvent
être trouvées dans l’article de revue de B. F. Levine [24].
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