Analyse de la structure locale et propriétés optiques de semiconducteurs nitrures pour le développement des diodes électroluminescentes efficaces au-delà du vert.

Les puits quantiques InGaN/GaN montrent la plus grande efficacite connue dans le bleu-UV et le defi actuel dans ce type de materiau est de pousser leur emission vers les grandes longueurs d’ondes. Ceci serait possible en augmentant la composition en indium, mais il faut alors gerer les contraintes resultantes. Ce travail a mis en œuvre la microscopie electronique en transmission et la diffraction des rayons X pour determiner la composition chimique a l’interieur des couches InGaN, le taux de relaxation et le type de defauts presents. Les resultats montrent qu’il n’y a pas de fluctuations de composition en indium dans les couches d’InGaN etudiees avec des taux d’indium de l’ordre de 20%. Ainsi, la difference d’emission des echantillons pourrait s’expliquer par la variation d’epaisseur des puits quantiques InGaN et lapresence de defauts. En effet, plusieurs types de defauts ont ete observes et caracterises tels que les pinholes ou des domaines de defauts plans selon leur origine. Dans les multicouches InGaN/GaN avec couches AlGaN compensatrices de contrainte,la diffraction des rayons X a montre que lorsque l’epaisseur des couches d’AlGaN augmente en gardant constante l’epaisseur entre les couches actives d’InGaN (avec une valeur d’environ 16-17 nm), les puits quantiques sont totalement contraints dans le plan de croissance et en dehors. Par microscopie electronique, nous montrons queleur relaxation se fait par formation aussi bien de defauts en domaines plans que de dislocation de type a. Ces dislocations se propagent des pits quantiques vers la surface, et la densite des defauts augmente avec l’epaisseur des couches d’AlGaN.