Etude théorique des propriétés optiques des matériaux semi-conducteurs ZnO, ZnS, CdO ,CdS, et CdTe ; Application aux multicouches

Abstract

Résumé (Français) :

Ces dernières années un intérêt croissant s’est manifesté pour les matériaux semiconducteurs à large bande interdite et plus spécialement pour les composés II-VI. L’attrait pour ces composés binaires provient de leur application potentielle dans les dispositifs optiques modernes. En premier lieu des calculs ab-initio ont été réalisés sur les propriétés structurales, électroniques et optiques des composés binaires ZnO, ZnS, CdO ,CdS, et CdTe en utilisant la méthode des ondes planes augmentées linéarisées (FP-LAPW) basée sur la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) avec l’approximation de la densité locale (LDA) par le code de calcul Wien2K.La seconde partie de notre travail est consacrée à la modélisation et l’optimisation de structures multicouches à base de composés binaires ZnO, ZnS, CdO ,CdS, et CdTe et décrit leurs réponses optique. Pour cela nous avons eu recourt à la méthode des matrices d’Abélès et aux constantes optiques calculées par la méthode FP-LAPW.

Nous avons appliqué, par la suite ces outils pour étudier différentes structures multicouches et étudié les paramètres qu’influencent sur les caractéristiques optiques d’une structure multicouche tels que l’épaisseur de la couche, l’angle d’incidence, le nombre de couches et le type de polarisation. Au final, des simulations ont été effectuées pour concevoir un empilement antireflet le plus performant possible dans les longueurs d'onde du visible sur différents substrats.

Mots-clefs : FP-LAPW, propriétés optiques, empilement multicouches, matrices d’Abélès,

---------------------------------------In recent years there has been a growing interest in wide bandgap semiconductor materials and especially II-VI compounds. The attraction for these binary compounds stems from their potential application in modern optical devices. First, ab-initio calculations were carried out on the structural, electronic and optical properties of the ZnO, ZnS, CdO, CdS, and CdTe binary compounds using the linearized augmented plane wave method (FP-LAPW) based on the densityfunctional theory (DFT) with local density approximation (LDA) by Wien2K. The second part of our work is devoted to the modeling and optimization of multilayer structures based on ZnO binary compounds. , ZnS, CdO, CdS, and CdTe and describes their optical responses. For this we used the method of Abeles matrix and optical constants calculated by the FP-LAPW method. We then applied these tools to study different multilayer structures and studied the parameters influencing the optical characteristics of a multilayer structure such as the thickness of the layer, the angle of incidence, the number of layers and the type of polarization. In the end, simulations were carried out to design the best performing anti-reflective stack in the wavelengths of the visible on different substrates. Keywords : FP-LAPW, Optical properties, Multilayer optical coating, matrix of Abeles