Spectroscopie optique de boîtes quantiques de CdSe insérées dans des nanofils de ZnSe

par Grégory Sallen

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jean-Philippe Poizat.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Nous présentons dans ces travaux de thèse la caractérisation optique d'un nouveau type de boîtes quantiques : les boîtes quantiques de CdSe insérées dans des nanofils de ZnSe. Cette étude comprend de la spectroscopie optique standard, où l'on mesure les raies d'émission d'une boite quantique unique en fonction de leur énergie, mais aussi de la spectroscopie résolue en temps, comme des mesures de temps de déclin ou des mesures de corrélation. Les expériences présentées nous ont permis d'étudier la structure fine de l'exciton avec la mesure de l'énergie entre l'exciton noir et l'exciton brillant et le temps de spin flip entre ces deux états. Puis les mesures de corrélation entre chacun des états brillants d'une boîte quantique unique nous ont permis de montrer que nos émetteurs de photons sont des sources de photons uniques de qualité jusqu'à haute température (220 K), et de proposer un modèle décrivant les différents états de cette boîte et leur dynamique de relaxation. Pour finir, nous nous sommes intéressé à la largeur importante des raies d'émission et aux temps caractéristiques de la diffusion spectrale qui en est responsable. Pour cela, nous avons présenté une nouvelle méthode expérimentale basée sur des mesures de corrélation entre des bandes spectrales de la raie permettant de directement mesurer le temps caractéristique de la diffusion spectrale et d'en étudier le comportement en fonction de différents paramètres comme la puissance d'excitation et la température.


  • Résumé

    We present in this work the optical characterization of a new type of quantum dots, namely CdSe quantum dots in ZnSe nanowires. This study includes standard optical spectroscopy, where we measure the emission lines of a single quantum dot according to their energy, but also time resolved spectroscopy, like decay time or correlation measurements. The presented experiments allow us to study the fine structure of the exciton with the measurement of the energy splitting between the dark exciton and the bright exciton and the spin flip time between these two states. Then the photon correlation measurements between each of the bright states of a single quantum dot has demonstrated that our source is a quality single photons source up to high temperature (220K). We have been able to fit our results with a model describing the different states of this quantum dot and their relaxation dynamics. To finish, we have investigated the large width of the lines and measured the characteristic time of the spectral diffusion which is responsible for it. For that purpose, we have presented a new experimental method based on correlation measurements amongst different spectral part of the line. This allowed us to measure directly the spectral diffusion characteristic time and to study its dependency according to various parameters such as the excitation power and the temperature.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (152 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 95 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0031/D
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