Couplage fort exciton-photon pour une boîte quantique de GaAs en microdisque

par Emmanuelle Peter

Thèse de doctorat en Physique. Lasers et matière

Sous la direction de Paul Voisin.


  • Résumé

    L’objet de cette thèse est la démonstration expérimentale du régime de couplage fort entre un exciton localisé par une boîte quantique de GaAs et un photon confiné par un microdisque semiconducteur. Les paramètres-clefs à maîtriser en vue d’atteindre ce régime sont, d’une part, la force d’oscillateur et la largeur spectrale de l’émetteur, d’autre part, le facteur de qualité et le volume effectif du mode de cavité. Ces différents points sont approfondis successivement : la force d’oscillateur des excitons de boîtes quantiques de GaAs est étudiée à travers des expériences de micro-photoluminescence résolue en temps donnant accès à la dynamique d’émission de ces excitons sous excitation pulsée non-résonante. La largeur spectrale de ces émetteurs, gouvernée par leur interaction avec l’environnement est également étudiée en détails. Nous présentons également la réalisation technologique et la caractérisation optique des microdisques les plus prometteurs pour le renforcement de l’interaction lumière-matière. Ces différentes études convergent vers la démonstration expérimentale du régime de couplage fort exciton-photon, caractérisé dans le domaine spectral par une levée de dégénerescence lorsqu’émetteur et cavité sont mis en résonance.

  • Titre traduit

    Exciton-photon strong coupling regime for a gallium arsenide quantum dot inserted in a microdisk


  • Résumé

    We present the experimental demonstration of the strong coupling regime between a single gallium arsenide quantum dot and a photon confined in a semiconductor microdisk. There are several key parameters to enforce the light-matter interaction and achieve the strong coupling regime; the excitonic oscillator strength, the emission spectral width, the quality factor and the effective volume of the cavity mode. These points are extensively investigated through time-resolved micro-photoluminescence measurements under non-resonant excitation, allowing the GaAs quantum dot exciton emission dynamics and their oscillator strength to be studied. In particular, the spectral width of the excitons, governed by their interaction with the environment, is studied in detail permitting the determination of the required parameters for the strong-coupling regime. We also present the technological realization and the optical characterization of the most promising microdisks for the enforcement of the light-matter coupling. All these studies lead to the experimental demonstration of the exciton-photon strong coupling regime, characterized in the spectral domain by a lift of degeneracy when emitter and cavity mode are tuned in resonance.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (198 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 189-198

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)210
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