Interférences Raman et Nanostructures
Résumé
The control of matter at the nanometer length scale opens a wide field of studies. The determination of the nanostructure structural properties, their organization rate and the influence of these parameters on their electronic properties remain a foremost challenge. To obtain these data, one usually requires a set of experimental and numerical techniques often complicated to implement. In this work, we study the organization and the electronic confinement in quantum dot multilayers combining experiments and modelisations. Raman interferences observed in the frequency range of acoustic phonons originate in the interaction between acoustic waves and electronic states confined in quantum dots. These interferences are an efficient tool to investigate structural and electronic properties of nanostructures, on length scales ranging from a few to a few hundreds of nanometers. Raman interferences use it to measure the structural and electronic properties. Thus, the vertical and in-plane organization can be determined in quantum dot multilayers. We have developed a general model with an application field, extending from structures with a few quantum dot layers to superlattices. Using the Fourier transform of the Raman interferences, we measure the autocorrelation function of the electronic density along the growth axis. Sensitive to the dimensions and the distribution of the electronic density, Raman interferences lead the way for the optic investigation of the electronic density.
Les structurations de la matière à l'échelle nanométrique ont ouvert de larges champs d'étude. L'analyse des propriétés structurales des nanostructures, de leur degré d'organisation ainsi que leur influence sur les propriétés électroniques représentent actuellement un défi de première importance. Pour accéder à ces informations, il est souvent nécessaire de faire appel à un ensemble de techniques expérimentales et numériques souvent complexes dans leur mise en oeuvre. Dans cette contribution, nous étudions l'organisation et le confinement électronique dans des multiplans de boîtes quantiques, en nous appuyant à la fois sur une étude expérimentale et un travail de modélisation. Les interférences Raman, observées dans la gamme des phonons acoustiques, résultent de l'interaction entre ces derniers et les états électroniques localisés dans les nanostructures. Parce qu'ils explorent une gamme allant de quelques nanomètres à plusieurs centaines de nanomètres, les phonons acoustiques représentent une sonde particulièrement efficace pour l'étude des nanosystèmes. Les interférences Raman utilisent leur sensibilité pour la mesure des propriétés structurales et électroniques. Elles permettent de mesurer les effets de corrélation verticale et latérale dans les multiplans de boîtes quantiques. Nous avons développé un modèle général dont le domaine d'application s'étend des systèmes contenant quelques plans au super-réseaux. En utilisant l'analyse de Fourier des interférences, on détermine la fonction d'auto-corrélation de la densité de probabilité électronique selon l'axe de croissance. Sensible à la taille et à la forme de la densité électronique, les interférences Raman ouvrent la voie à une imagerie optique de la densité électronique.