Recherche du couplage fort lumière-matière dans des microcavités nitrurées

par Nadège Antoine-Vincent

Thèse de doctorat en Physique des matériaux

Sous la direction de Joël Leymarie.

Soutenue en 2003

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Research of light-matter strong coupling regime in nitride-based microcavities


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Ce mémoire est consacré à l'étude du couplage lumière-matière dans des hétérostuctures à base de GaN (semiconducteur à bande interdite directe). L'objectif de ce travail est la mise en évidence expérimental du couplage fort exciton-photon dans des microcavités nitrurées. Des difficultés liées à l'élaboration des nitrures nous ont contraint à effectuer deux études préliminaires : tout d'abord, la détermination des indices de réfraction d'AlN, GaN et AlGaN par ellipsométrie spectroscopique et par réflectivité, puis la caractérisation de miroirs de Bragg AlN/ GaN et AlN/ AlGaN. A partir des résultats obtenus, nous avons conçu plusieurs structures de microcavités pour lesquelles le couplage fort lumière-matiè́re était théoriquement atteint. Les microcavités ont ensuite été élaborées par épitaxie sous jets moléculaires sur substrats de silicium et nous les avons caractérisées par spectroscopie optique : réflectivité et photoluminescence à basse température, en fonction de l'angle d'incidence et de la position. Les expériences de réflectivité résolues en angle nous ont permis de mettre en évidence pour la première fois le régime de couplage fort dans une microcavité à base de GaN. La structure étudiée est une microcavité massive à base de GaN insérée entre 4 alternances de couches diélectriques SiO2/Si3N4 formant le miroir haut et le substrat de silicium jouant le rôle du miroir bas. Le régime de couplage fort atteint dans cette structure est caractérisé par un dédoublement de Rabi de 31 meV persistant à une température de 77K, mais ne subsistant pas à température ambiante, à cause de l'élargissement induit par l'augmentation de la température. Finalement, nous avons proposé des microcavités massives ou à puits quantiques permettant, en principe, l'observation du régime de couplage fort à température ambiante

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Informations

  • Détails : 1 vol. (201 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.183-193

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
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