Polarization fields in GaN/AlN nanowire heterostructures studied by Off axis holography

In this work, we present an off-axis holography study of GaN/AlN heterostructured nanowires grown by plasma-assisted molecular-beam epitaxy. We discuss the sample preparation of nanowire samples for electron holography and combine potential profiles obtained using holography with theoretical calculations of the projected potential in order to gain understanding of the potential distribution in these nanostructures. The effects of surface states are discusse

Novel InN-based SESAMs with ultra-short time response

2019 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe and European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC), 23–27 June 2019, Munich, Germany.Tipo de participación: Participativo - Póster, Entidad organizadora: Optical Society of America, Forma de contribución: Artículo científico.Semiconductor saturable absorbers are becoming a matter of interest since they are keystone elements of pulsed lasers, leading to ultrashort pulses with high peak intensities and wide optical spectra. This kind of ultrafast lasers are empowering new applications in the fields of optical telecommunications and nonlinear optics. In order to improve the radiation source with regard to pulse energy and temporal duration, new saturable absorbers are still under development

El dispositivo de la basura como fenómeno global. Un enfoque desde el arte contemporáneo.

Una de las amenazas más grandes de nuestra sociedad contemporánea hiperconsumista y globalizada se localiza en el problema del desecho, especialmente con los residuos de plástico. Al tener en cuenta este problema fáctico y amenazante de la basura, un primer objetivo de este trabajo es plantear las acumulaciones de desechos como una fuente de conocimiento, como un saber antropológico que proporciona datos valiosos para el estudio de lo humano. Un segundo objetivo es mostrar una respuesta específica del arte contemporáneo a través de artistas recolectores creando piezas o instalaciones, en la mayoría de los casos, site specific, de grandes dimensiones y conformadas por una gran cantidad de objetos descartados. Puede apreciarse como esta metodología de trabajo, a saber, la recolección de plásticos surge a partir de los 90 y va ganando fuerza en la actualidad. El resultado de estas colecciones provoca en el espectador una enorme atracción por su fuerza visual; pero también, lo induce a una suerte de responsabilidad activa, despertando un sentimiento de culpabilidad al hacerse cargo, en tanto que protagonista, de esta rueda del consumo.   Abstract One of the greatest threats to our contemporary hyper-consumerist and globalized society is located in the problem of waste, especially with plastic waste. The objective of this work is to make the formal response of contemporary art explicit with the example of a series of artists who use the collection of plastic waste objects as a work methodology. They are large sculptures or installations, in most cases, site specific, which consist of many discarded objects. You can see how this work methodology, collecting plastics which emerged from the 90's, is gaining strength today. The formal result of these collections causes a huge attraction in the viewer due to its great visual power. Furthermore, the viewer is induced to a kind of active responsibility leading to the awakening of a feeling of guilt when taking on, as protagonist, this cycle of consumption. Keywords: Contemporary art, ecological crisis, plastics, wastes, collection, accumulation

El dispositivo de la basura como fenómeno global. Un enfoque desde el arte contemporáneo.

Una de las amenazas más grandes de nuestra sociedad contemporánea hiperconsumista y globalizada se localiza en el problema del desecho, especialmente con los residuos de plástico. Al tener en cuenta este problema fáctico y amenazante de la basura, un primer objetivo de este trabajo es plantear las acumulaciones de desechos como una fuente de conocimiento, como un saber antropológico que proporciona datos valiosos para el estudio de lo humano. Un segundo objetivo es mostrar una respuesta específica del arte contemporáneo a través de artistas recolectores creando piezas o instalaciones, en la mayoría de los casos, site specific, de grandes dimensiones y conformadas por una gran cantidad de objetos descartados. Puede apreciarse como esta metodología de trabajo, a saber, la recolección de plásticos surge a partir de los 90 y va ganando fuerza en la actualidad. El resultado de estas colecciones provoca en el espectador una enorme atracción por su fuerza visual; pero también, lo induce a una suerte de responsabilidad activa, despertando un sentimiento de culpabilidad al hacerse cargo, en tanto que protagonista, de esta rueda del consumo.   Abstract One of the greatest threats to our contemporary hyper-consumerist and globalized society is located in the problem of waste, especially with plastic waste. The objective of this work is to make the formal response of contemporary art explicit with the example of a series of artists who use the collection of plastic waste objects as a work methodology. They are large sculptures or installations, in most cases, site specific, which consist of many discarded objects. You can see how this work methodology, collecting plastics which emerged from the 90's, is gaining strength today. The formal result of these collections causes a huge attraction in the viewer due to its great visual power. Furthermore, the viewer is induced to a kind of active responsibility leading to the awakening of a feeling of guilt when taking on, as protagonist, this cycle of consumption. Keywords: Contemporary art, ecological crisis, plastics, wastes, collection, accumulation

High energy ultrafast all-fiber laser based on InN-GRIN saturable absorber

OSA Advanced Photonics Congress 2021, 26-30 July 2021, Montreal, Canadá (online).Ámbito geográfico: Internacional no UE; Tipo de participación: Participativo - Ponencia oral (comunicación oral); Entidad organizadora: Optical Society of America; Forma de contribución: Artículo científico.A simple, solid, cost-effective GRIN-to-fiber coupling system has been developed by incorporating an InN-based SESAM in a polarization independent ring-cavity EDFL. The assembly delivers stable high-power (70 kW) ultrashort pulses (90 fs) at the laser output

Boîtes quantiques de semi-conducteurs nitrures pour des applications aux capteurs opto-chimiques

Ce travail de thèse a porté sur la synthèse de boîtes quantiques (BQs) de semi-conducteurs nitrures orientés (11-22) ou (0001) par épitaxie par jets moléculaires à plasma d'azote, pour des applications aux capteurs chimiques pour la détection du niveau de pH, d'hydrogène ou des hydrocarbures dans des environnements gazeux ou liquides. Dans la première partie de ce manuscrit, je décri la synthèse des couches bidimensionnelles semi-polaires (11-22) : des couches binaires (AlN, GaN, and InN) et des ternaires (AlGaN et InGaN), qui sont requises pour le contact de référence dans les transducteurs et aussi pour établir une connaissance de base pour comprendre la transition dès la croissance bidimensionnelle à la croissance tridimensionnel des BQs. Un résultat particulièrement relevant est l'étude de la cinétique de croissance et l'incorporation de l'indium dans les couches d'InGaN(11-22). De même que pour InGaN polaire (0001), les conditions optimales de croissance pour l'orientation cristallographique semi-polaire correspondent à la stabilisation de 2 ML d'In sur la surface, en excellent accord avec des calculs théoriques. Les limites de la fenêtre de croissance en termes de température du substrat et de flux d'In sont les mêmes pour les matériaux semi-polaire et polaires. Cependant, j'ai constaté une inhibition de l'incorporation de l'In dans les couches semi-polaires, même pour une température en dessous du seuil de la ségrégation pour l'InGaN polaire. Dans une deuxième étape, j'ai fabriqué des super-réseaux de BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN, à la fois dans l'orientation polaire et semi-polaire. Les mesures de photoluminescence et de photoluminescence en temps résolu confirment la réduction du champ électrique interne dans les boîtes semi-polaires. D'autre part, les BQs semi-polaires à base d'InGaN doit relever le défi de l'incorporation d'In dans cette orientation cristallographique. Pour surmonter ce problème, l'influence de la température de croissance sur les propriétés des boîtes quantiques InGaN polaires et semi-polaires a été étudiée, en considérant la croissance à haute température (TS = 650 510 C, où la désorption d'In est active) et à basse température (TS = 460 440 C, où la désorption d'In est négligeable). J'ai démontré que les conditions de croissance à faible TS ne sont pas compatibles avec le plan polaire, tandis qu'ils fournissent un environnement favorable au plan semi-polaire pour améliorer l'efficacité quantique interne de nanostructures InGaN. Enfin, j'ai synthétisé un certain nombre de transducteurs à BQs de GaN/AlN et InGaN/GaN selon les axes de croissance polaire et semi-polaire. Dans chaque cas, les conditions de croissance pour atteindre la fourchette spectrale ciblée (420-450 nm d'émission à avec une couche contact transparente pour des longueurs d'onde plus courtes que 325 nm) ont été identifiés. L'influence d'un champ électrique externe sur la luminescence des transducteurs ont confirmé que la meilleure performance (plus grande variation de la luminescence en fonction de la polarisation) a été fournie par des structures à base de BQs d'InGaN/GaN. Avec ces données, les spécifications des transducteurs opto-chimiques ont été fixées : 5 perides de BQs d'InGaN/GaN sur une couche contact d'Al0.35Ga0.65N:Si). Puis, j'ai synthétisé un certain nombre de ces transducteurs afin d'obtenir un aperçu sur la reproductibilité, limites et les étapes critiques du processus de fabrication. En utilisant ces échantillons, nous avons réalisé un système capteur intégré qui a été utile pour le suivi de la valeur du pH de l'eau.This thesis work has focused on the synthesis of (In)GaN-based quantum dot (QD) structures by plasma-assisted molecular-beam epitaxy (PAMBE), deposited in both polar (0001) and semipolar (11-22) crystallographic orientations, for application as optical transducers for chemical sensors for detection of pH levels, and hydrogen or hydrocarbon concentrations in gas or liquid environments. In the first part of this work, I describe the synthesis of semipolar-oriented two-dimensional layers: binary alloys (AlN, GaN and InN) and ternary alloys (AlGaN and InGaN), which are required for the reference contact of the transducers and set the basic know-how to understand the transition from two-dimensional growth to three-dimensional QD nanostructures. It is particularly relevant the study of indium kinetics and indium incorporation during the PAMBE growth of InGaN(11-22) layers. Similarly to (0001)-oriented InGaN, optimum growth conditions for this semipolar crystallographic orientation correspond to the stabilization of 2 ML of In on the growing InGaN surface, in excellent agreement with first-principles calculations. The limits of the growth window in terms of substrate temperature and In flux lie at same values for polar and semipolar materials. However, I observe an inhibition of the In incorporation in semipolar layers even for substrate temperatures below the segregation threshold for polar InGaN. In a second stage, I report the successful fabrication of superlattices (SLs) of GaN/AlN and InGaN/GaN QDs, both in polar and semipolar orientations. Photoluminescence and time-resolved photoluminescence confirmed the reduction of the internal electric field in the semipolar GaN/AlN QDs in comparison with polar structures. On the other hand, semipolar InGaN QDs must face the challenge of In incorporation in this crystallographic orientation. To overcome this problem, the influence of the growth temperature on the properties of the polar and semipolar InGaN QDs has been studied, considering growth at high temperature (TS = 650 510 C, where In desorption is active) and at low temperature (TS = 460 440 C, where In desorption is negligible). I demonstrate that low-TS growth conditions are not compatible with polar plane whereas they provide a favorable environment to semipolar plane to enhance the internal quantum efficiency of InGaN nanostructures. Finally, I have synthesized a number of GaN/AlN and InGaN/GaN QD optical transducers, grown in polar and semipolar orientations. In each case, the growth conditions to attain the targeted spectral range (emission at 420-450 nm with buffer transparent for wavelengths shorter than 325 nm) were identified. The influence of an external electric field on the luminescence of the transducers confirmed that the best performance (larger variation of the luminescence as a function of bias) was provided by InGaN/GaN QD structures. With this feedback, the specifications of the targeted opto-chemical transducer structures have been established (5 InGaN/GaN QD layers on Al0.35Ga0.65N:Si). Then, I have synthesized a number of InGaN/GaN opto-chemical transducers in order to get an insight on the reproducibility, limitations and critical steps in the fabrication process. Using these samples, we have achieved an integrated sensor system based on polar InGaN QD SLs, and the system was useful for monitorization of the pH value of water.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Puits quantiques GaN/Al(Ga)N pour l'optoélectronique inter-sous-bande dans l'infrarouge proche, moyen et lointain

Ce mémoire résume des efforts dans la conception électronique, la croissance épitaxiale et la caractérisation des puits quantiques GaN/Al(Ga)N qui constituent la région active des composants inter-sous-bande (ISB) à base de semi-conducteurs nitrures pour l'optoélectronique dans l'infrarouge proche, moyen et lointain. Le dessin des puits quantiques GaN/Al(Ga)N pour ajuster la longueur d'onde d'absorption dans le spectre infrarouge a été réalisé en utilisant la méthode k.p à 8 bandes du logiciel Nextnano3 pour la résolution des équations de Schrödinger-Poisson. Les structures ont été synthétisées par épitaxie par jets moléculaires assistée par plasma (PAMBE). Les problèmes de gestion de la contrainte qui apparaissent liés au désaccord de maille pendant la croissance épitaxiale des hétérostructures GaN/Al(Ga)N ont été investigués par combinaison de techniques in-situ et ex-situ. La couche tampon optimale, la teneur en aluminium et les mécanismes de relaxation pendant la croissance par PAMBE ont été déterminés. Pour obtenir une absorption ISB efficace, on a besoin de niveaux élevés de dopage au silicium dans le puits quantiques, situation dans laquelle les théories à une particule conduisent à des déviations significatives par rapport aux résultats expérimentaux. Donc une étude du dopage au silicium des super-réseaux GaN/Al(Ga)N pour les régions spectrales infrarouges proche et moyen est présentée. Ce travail contient aussi une contribution à la compréhension de la technologie de photodétection à cascade quantique. Des résultats importants tels que l'obtention de photodétecteurs cascade fonctionnant à 1.5 m et dans la plage spectrale de 3-5 m sont démontrés. Finalement, on décrit la première observation de l'absorption ISB dans l'infrarouge lointain (4.2 THz) utilisant des nanostructures à base de semi-conducteurs nitrures.This work reports on electronic design, epitaxial growth and characterization of GaN/Al(Ga)N quantum wells which constitute the active region of intersubband (ISB) devices for near-, mid- and far-infrared. The design of the GaN/Al(Ga)N quantum wells to tune the ISB transitions in the infrared spectrum was performed using the 8-band k.p Schrödinger-Poisson Nextnano3 solver. The investigated structures were synthesized using plasma-assisted molecular beam epitaxy (PAMBE). The strain issues arising due to the lattice mismatch during the epitaxial growth of GaN/Al(Ga)N heterostructures are investigated by combination of in-situ and ex-situ techniques. The optimal buffer layer, Al content and relaxation mechanisms during the PAMBE growth are determined. Achieving efficient ISB absorption at longer wavelengths requires heavy silicon doping of the quantum wells, so that the single-particle theory leads to a large discrepancy with the experimental results. Therefore, a study of silicon doping of GaN/Al(Ga)N superlattices for near- and mid-infrared spectral region are presented. This work also contributes to a better understanding of the infrared quantum cascade detector technology. Relevant achievements of room-temperature detection at 1.5 m and 3-5 m spectral range are demonstrated. Finally, the first observation of far-infrared (4.2 THz) ISB absorption in III-nitrides is reported.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF