Dynamique des polaritons de microcavité : cohérences optiques, cohérences de spin

par Pierre Renucci

Thèse de doctorat en Physique de la matière

Sous la direction de Thierry Amand.

Soutenue en 2001

à Toulouse, INSA .


  • Résumé

    Ce mémoire est une contribution à l'étude, par spectroscopie optique ultra-rapide, des phénomènes de cohérence optique et de spin relatifs aux états de polaritons de microcavité. Nous réalisons le contrôle cohérent temporel du spin et de la population polaritonique et nous montrons que l'efficacité des processus de diffusion susceptibles de détruire la cohérence optique est affaiblie lorsque la particule présente un caractère photon marqué. A faible densité, l'analyse des cohérences de spin fait apparaître un blocage de la relaxation du spin et de l'alignement du polariton à désaccord négatif. A plus forte densité, un mécanisme d'émission fortement non-linéaire est observé en régime de couplage fort. Cet effet est interprété en terme de luminescence paramétrique stimulée, processus cohérent qui repose sur une approche bosonique des polaritons en interaction via l'échange. Sous champ magnétique transverse, des battements quantiques de spin sont observés. Sous excitation résonante, une corrélation de spin électron-trou au sein de la composante exciton du polariton est mise en évidence. Enfin, nous montrons que la valeur du module du facteur de Landé effectif transverse de l'électron au sein du polariton est d'autant plus forte que la quasi-particule présente un caractère exciton marqué

  • Titre traduit

    Dynamics of polaritons in microcavities : optical coherences, spin coherences


  • Résumé

    This thesis is a contribution to the study, via ultrafast time-resolved optical spectroscopy, of optical and spin coherence phenomena involving polaritons in semiconductor microcavities. Coherent control of spin and population of polaritons is performed and we show that the scattering processes responsible for the loss of optical coherence are less efficient when the quasi-particule exhibits a strong photonic character. At low density, the analysis of spin coherences evidences a quenching of spin and alignment relaxation processes for negative detuning. At higher density, a strong non-linear mechanism is observed in the strong coupling regime. This effect is interpreted as stimulated parametric scattering, a coherent process which relies on a bosonic approach of interacting polaritons. Under transverse magnetic field, spin quantum beats are observed. Under resonant excitation, an electron-hole spin correlation is evidenced. To finish with, we show that the absolute value of the effective transverse electron Landé factor increases with the excitonic character of the quasi-particule

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  • Détails : 303 p.
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  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Cote : 2001/630/REN

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