PHYSIQUE DES SEMI-CONDUCTEURS II

Applications Spéciales

(Phys 233) Marc Haelterman Service d'Optique et d'Acoustique Faculté des Sciences Appliquées Université Libre de Bruxelles

Avant Propos --------------Ce cours a pour but d'enseigner les éléments de base de la physique des interactions lumière-matière dans les semi-conducteurs et de présenter leurs applications les plus courantes dans le domaine de la génération et de la détection de lumière. Puisque, d'une part, le cours s'adresse à des étudiants de formations variées et que, d'autre part, la physique des semiconducteurs fait appel à des notions de mécanique quantique élaborées, il m'a fallu débuter le cours avec un rappel des notions élémentaires de la physique des semi-conducteurs et du rayonnement électromagnétique. L'exposé de ces notions a été volontairement simplifié (parfois au dépend de la rigueur scientifique) de façon à établir le meilleur compromis entre le temps qui y est consacré et une bonne compréhension du cours. De même, le cours dans sa globalité est conçu de manière à développer une bonne compréhension des mécanismes physiques qui sont à la base des applications optoélectroniques des semi-conducteurs. Une importance particulière est donc donnée au contenu physique des développements théoriques plutôt qu'à leur aspect mathématique. Pour cette raison, les développements théoriques sont, parfois au detriment de leur rigueur, fortement simplifés par rapport à ceux rencontrés dans la plupart des livres traitant de l'optique des semi-conducteurs. Le cours est structuré selon un fil conducteur dont la logique permet de mettre en évidence l'énorme progrès réalisé par l'homme dans le domaine de la maîtrise de la lumière. Le cours passe, en effet, progressivement de la description des sources de rayonnement thermique aux sources laser à semi-conducteur. Ces dernières constituent les sources de lumière les plus performantes aussi bien du point de vue de leur rendement que pour la qualité de