03 mai 2017
Localisation à l’échelle nanométrique d’émetteurs quantiques dans un composant photonique
Contact : Julien Claudon

(gauche) Image MEB de la structure étudiée. Cette trompette photonique contient un plan de boîtes quantiques, localisé près de la base. (Droite) Carte de contrainte mécanique dans le plan des boîtes quantiques pour une flexion de la trompette suivant l’axe horizontal. Les émetteurs sont soumis à une contrainte qui dépend fortement de leur position.

Une nouvelle génération de composants optoélectroniques – comme les sources de photons uniques – exploite des boîtes quantiques  intégrées dans une structure photonique (micropilier ou fil photonique). Ces boîtes quantiques sont typiquement produites par auto-assemblage, et sont donc distribuées de manière aléatoire dans un plan au sein de la structure. En pratique, il est important de connaître la position de ces émetteurs pour comprendre et optimiser les performances des composants. Dans ce contexte, une technique de localisation originale vient d’être démontrée par des chercheurs de l’INAC et de l’Institut Néel. En déformant la structure photonique, on génère au sein de celle-ci une contrainte mécanique avec de fortes variations spatiales.  La contrainte induit un décalage spectral de l’émission de chaque boîte quantique (vers le bleu pour une compression et vers le rouge pour une extension), d’autant plus important que la contrainte locale est forte. En mesurant ce décalage en spectroscopie optique, on déduit la position de la boîte avec une précision qui atteint le nanomètre. Cette nouvelle technique de cartographie a été démontrée sur des fils photoniques contant un plan de boîtes quantiques (voir figure). La contrainte mécanique est alors générée en excitant sélectivement un mode de vibration du fil. En combinant les résultats obtenus pour deux modes de flexion orthogonaux, on obtient une carte précise de la position des boîtes dans le plan de croissance. A l’avenir, cette approche pourrait être étendue à d’autres structures photoniques, comme les micropilliers, ou d’autres émetteurs sensibles à la contrainte mécanique.

Contact INAC: Julien Claudon

Contacts CNRS: Maxime Richard et Jean-Philippe Poizat

Article: P.-L. de Assis et al., Phys. Rev. Lett. 118, 117401 (2017)

 

Maj : 03/05/2017 (1247)

 

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