Magneto-absorption study of CdMnTe / CdMgTe semimagnetic quantum wells containing a two dimensional electron gas - Segregation Phenomena at CdTe / CdMnTe interfaces
Étude en magnéto-absorption de puits quantiques semimagnétiques CdMnTe / CdMgTe en présence d'un gaz d'électrons bidimensionnel - Phénomènes de ségrégation aux interfaces CdTe / CdMnTe
Résumé
This work deals with two different aspects of CdMnTe quantum well physics. The part concerns the caracterisation of CdTe/CdMnTe interfaces. The second one is about the magneto-optical evidences of many-body effects in n-doped CdMnTe quantum wells
Ce travail montre l'intérêt, par deux aspects, des semiconducteurs semimagnétiques CdMnTe pour l'étude des propriétés structurales, magnétooptiques et électroniques des puits quantiques II-VI. La première partie est consacrée à la caractérisation des interfaces CdTe/CdMnTe dans des puits quantiques asymétriques. Le large effet Zeeman dû à l'interaction d'échange porteurs-Manganèse de la transition excitonique fondamentale, déterminé par des mesures de magnétoréflectivité et d'effet Kerr, permet une analyse précise du profil de concentration du Manganèse à proximité de l'interface. Nous mettons ainsi en évidence le mécanisme de ségrégation qui résulte l'échange d'atomes entre deux monocouches adjacentes en cours de croissance. Dans la seconde partie, l'effet Zeeman géant de la bande de conduction est utilisé pour polariser totalement le spin des électrons d'un gaz bidimensionnel de densité intermédiaire présent dans un puits quantique semimagnétique. Cette propriété permet de découpler les phénomènes dépendant et non-dépendant du spin des électrons et d'étudier ainsi les effets à N corps au sein d'un gaz d'électrons bidimensionnel. L'analyse des mesures de magnéto-transmission inter-niveaux de Landau met en évidence la création de paires électron-trou liés par l'interaction coulombienne. L'énergie de liaison de ce complexe est toutefois fortement réduite par deux mécanismes dus au gaz d'électrons : l'écrantage et le remplissage de l'espace des phases. Un autre effet à N corps est manifeste : l'interaction d'échange électron-électron qui permet d'expliquer, conjointement avec l'interaction d'échange porteurs-Manganèse, la polarisation complète du gaz à un faible champ magnétique. Un modèle au premier ordre, incluant ces trois effets, reproduit le comportement des énergies des transitions en champ.
Mots clés
Magneto-optical effects
Absorption spectra
Interface phenomena
Zeeman effect
Electron hole pair
Exchange interactions
Electron-electron interactions
Spin polarization
Modulation doping
Landau levels
Two-dimensional electron gas
Quantum wells
Semimagnetic semiconductors
Cadmium tellurides
Manganese tellurides
Magnesium tellurides
Experimental study
Binary compounds
Ternary compounds
Transition element compounds
Effet magnétooptique
Spectre absorption
Ségrégation
Phénomène interface
Effet Zeeman
Paire électron trou
Interaction échange
Interaction électron électron
Polarisation spin
Dopage modulé
Niveau Landau
Gaz électron 2 dimensions
Puits quantique
Semiconducteur semimagnétique
Cadmium tellurure
Manganèse tellurure
Magnésium tellurure
Etude expérimentale
Composé binaire
Composé ternaire
CdTe
Cd Te
Cd Mg Te
Cd Mn Te
Métal transition composé
Domaines
Autre [cond-mat.other]
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