Electrically driven semiconductor devices operating in the light-matter strong coupling regime

par Luca Sapienza

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Carlo Sirtori.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .

  • Titre traduit

    Dispositifs électriques à semiconducteur fonctionnant dans le régime de couplage fort lumière-matière


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  • Résumé

    Cette thèse porte sur l'étude du couplage fort lumière-matière pour les transitions intersousbandes. En plaçant une série de puits quantiques dopés dans une microcavité planaire à semiconducteur, les interactions entre excitations intersousbandes et modes photoniques de cavité peuvent être étudiés. Si la fréquence de Rabi, liée à la force du couplage entre photons de cavité et excitations intersousbandes, est supérieure à leur élargissement en fréquence, le régime de couplage fort est atteint. Dans ce régime, les états propres du système sont des superpositions linéaires d'excitations photoniques et électroniques, appelés polaritons de cavité. Dans ce travail, nous démontrons l'implémentation du régime de couplage fort lumière-matière dans un dispositif électrique à semiconducteur. La structure que nous avons réalisée est composée par une structure à cascade quantique en AI0,45Ga0,55As/GaAs contenant un gaz bi-dimensionel d'électrons dans l'état fondamental. Elle est insérée dans une microcavité planaire, basée sur un mode plasmonique et dans laquelle un courant peut être injecté. Le système a été caractérisé d'abord en réflectivité, démontrant que le régime de couplage fort lumière-matière est atteint. Ensuite, des mesures photovoltaïques et d'électro-luminescence ont été effectuées. Les résultats obtenus soulignent l'importance du transport électronique et de l'injection électrique pour les propriétés du système en couplage fort. La possibilité de sonder électriquement des phénomènes de cavité a été démontrée, ainsi que la réalisation du premier dispositif sous pompage électrique, fonctionnant dans le régime de couplage fort lumière-matière en émission.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (164 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 102 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 088
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