Spectroscopie optique de l'oxyde de zinc

Ce travail porte sur l'etude des proprietes optiques de l'oxyde de zinc (ZnO), materiau semi-conducteur a grand gap. La technique de caracterisation principale de ce travail est la spectroscopie par photoluminescence, technique non destructive permettant d'obtenir des informations relatives a la structure electronique d'un materiau. Apres avoir presente les proprietes du ZnO, de ses alliages, et rappele quelques principes de base associes a la luminescence des materiaux semi-conducteurs., nous comparerons dans un premier temps les proprietes optiques de differents types de ZnO monocristallin, selon leur mode d'elaboration : materiaux massifs de differentes origines, couches epitaxiees et nanofils. Ces comparaisons ainsi que l'etude des effets sur les spectres de photoluminescence des traitements tels que recuit et passivation nous permettront d'avancer differentes hypotheses quant a l'origine de la luminescence visible dans ce materiau grand gap, sujet encore controverse dans la litterature. Dans un deuxieme temps, nous presenterons notre contribution a l'etude du dopage p du materiau, qui est encore aujourd'hui le verrou pour l'obtention de diodes electroluminescentes a base de ZnO. Nous examinerons le probleme du dopage intrinseque de type n et de la compensation, prealable indispensable avant d'aborder le dopage de type p. Le dopage p est traite ici principalement au travers des etudes optiques d'echantillons implantes et recuits. Plusieurs variantes liees a l'implantation d'azote seront presentees et l'obtention de paires donneur accepteurs clairement mise en evidence pour des conditions de recuit optimisees. La nature des accepteurs presents est discutee par reference aux travaux anterieurs. .