Injection optique et injection électrique de spin dans des nanostructures semiconductrices

Ce memoire est une contribution a l’etude, par spectroscopie de photoluminescence, des proprietes de spin dans les nanostrctures semiconductrices, en vue d’applications pour l’electronique de spin. Nous analysons les proprietes de spin des electrons dans les materiaux nitrures dilues massif GaAsN et puits quantiques InGaAsN/GaAs. Nous observons, a temperature ambiante, une lente decroissance de la polarisation circulaire de la luminescence ainsi qu’un fort taux de polarisation en spin es electrons dans la bande de conduction. L’origine de ces resultats est liee au mecanisme de recombinaison dependante en spin des electrons de conduction sur des centres profonds paramagnetiques. Nous etudions egalement la problematique de l’injection electrique de spin dans les structures hybrides metal ferromagnetique / semiconducteur (spin-LED). Cette injection est effectuee a partir du cobalt a travers une barriere tunnel d’oxyde et est validee en analysant l’electroluminescence de puits quantiques. Par la suite, apres avoir caracterise la dynamique de spin dans les boites quantiques dopees p par spectroscopie de photoluminescence et mis en evidence le role majeur joue par l’interaction hyperfine, nous realisons une injection electrique de spin efficace dans ces boites quantiques .-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- This thesis describes photoluminescence and electroluminescence spectroscopy studies of the spin properties of semiconductors nanostructures for applications in spin-electronics. We analyze the electronic spin properties in dilute nitride semiconductors such as GaAsN bulk and InGaAsN / GaAs quantum wells. We observe, at room temperature, a slow decay of the circular polarization as well as a strong spin polarization of the conduction band electrons. The origins of these result is linked to the spin dependant recombination mechanism of the electron in the conduction band with deep paramagnetic centers. Moreover, we study the problem of the electrical spin injection in hybrid metal / semiconducteur structures (spin-LED) . The spin injection is realized from a Cobalt layer through an oxide tunnel barrier and it is detected by quantum well electroluminescence. Furthermore, after characterizing the spin dynamics in p-doped quantum dots by photoluminescence spectroscopy and demonstrating the major role of the hyperfin interaction, we realize an efficient electrical spin injection into quantum dots