Modélisation et optimisation de l'émission THz par des oscillations de Bloch - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Modelization and optimization of the THz emission by Bloch oscillations

Modélisation et optimisation de l'émission THz par des oscillations de Bloch

Jairo Ricardo Cardenas Nieto
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 882679

Résumé

This thesis treats theoretically the current oscillations, and the subsequent THz emission in biased semiconductor superlattices after being shined by a near infrared femtosecond pulsed excitation. This work has been done in close collaboration with experimentalist. This has made possible the comparison between the theoretical and the experimental results. In the last part of this thesis, we improve our theoretical treatment by including the effects of a magnetic field on the current amplitude, when it is applied parallel to the bias field. We use a quantum mechanical formalism in order to explain the dynamics of charge carriers inside the superlattices after being excited by an optical femtosecons pulse. We include in these calculations both, the Wannier-Stark and the excitonic states. All the parameters playing a role in the formation of the current oscillations are discussed. In the same way, we predict the optimal conditions to improve the THz emission. The excellent agreement between the theoretical end experimental results strongly supports our theoretical treatment. Finally, we analyze the effects of a magnetic field applied parallel to the bias field on the amplitude of the THz current and emission. We predict the occurrence of significant modifications in the oscillator spectra. Those are associated to the higher transverse quantization of the quasi-continuum states that takes place when the magnetic field is applied.
Cette thèse présente une étude théorique des oscillations de courant et l'émission de lumière THz dans les super-réseaux de semi-conducteur polarisés soumis à une excitation optique pulsée. Ce travail a été fait en étroite collaboration avec des expérimentateurs. Ceci a permis de faire des comparaisons entre la théorie et l'expérience. Dans la dernière partie de cette thèse, nous poursuivons notre étude en incluant les effets sur les oscillations de courant d'un champ magnétique parallèle au champ électrique de polarisation. Nous modélisons par une approche quantique la dynamique des porteurs de charge dans les super-réseaux lors d'une excitation optique femtosecondes au moyen des états de Wannier-Stark et excitoniques. Tous les paramètres mis en jeu dans le phénomène des oscillations de courant sont discutés. De même, nous donnons les éléments nécessaires à l'optimisation de l'émission THz. L'excellent accord entre les calculs et les résultats expérimentaux donne crédit à notre modélisation. Finalement, nous incluons les effets sur l'amplitude du courant et de l'émission suite à l'application d'un champ magnétique intense appliqué parallèlement au champ de polarisation. Nous prédisons d'importantes modifications du spectre des oscillateurs, associées à la quantification additionnelle du quasi-continuum existant dans le plan perpendiculaire au champ électrique en l'absence du champ magnétique.     
Fichier principal
Vignette du fichier
these_Cardenas.pdf (1.7 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00535975 , version 1 (14-11-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00535975 , version 1

Citer

Jairo Ricardo Cardenas Nieto. Modélisation et optimisation de l'émission THz par des oscillations de Bloch. Matière Condensée [cond-mat]. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00535975⟩
178 Consultations
274 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More