Son et matière nanostructurée : diffusion Raman et acoustique picoseconde

Sound and nanostructures : Raman scattering and ultrafast optical spectroscopy

• Auteur / Autrice : Fanny Poinsotte
• Direction : Jesse Groenen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique de la matière
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interactions électromagnétiques

Propriétés acoustiques

Phonons

Nanostructures

Spectroscopie

Interférométrie

Raman, Effet

Mots clés libres

Phonons acoustiques

Interactions électron-phonon-photon

Diffusion Raman

Acoustique picoseconde

Interférométrie Raman

Caractérisation

Résumé

Les interactions entre les phonons acoustiques et les autres excitations élémentaires de la matière joue un rôle capital dans le comportement des systèmes structurés à l'échelle nanométrique. L'originalité de cette contribution réside dans l'utilisation conjointe de deux techniques expérimentales différentes permettant de sonder ces interactions, l'une dans le domaine fréquentiel, s'appuyant sur l'étude de la diffusion Raman basses fréquences par les phonons acoustiques, l'autre dans le domaine temporel, l'acoustique picoseconde. Nous nous sommes intéressés à des systèmes variés présentant des effets de confinement électronique et/ou acoustique (Bqs, membranes libres, systèmes types SOIs). Ces études nous ont permis de mettre en évidence en particulier : - la génération efficace de phonons acoustiques dans des BQs semiconductrices - le rôle déterminant des effets de cavité optique et acoustique dans la diffusion inélastique de la lumière dans de fines couches de silicium.

Electron-acoustic phonon interaction is a crucial issue in nanophysics, as it determines the properties of many nanostructured devices. In this contribution, two different experimental techniques were originally used to probe phonon-carrier interactions. Raman scattering by acoustical phonons provides a picture of the structure and interactions in reciprocal space. Ultrafast time-resolved pump-probe experiment allows one to investigate acoustic wave propagation and interactions in real space. By comparing systematically experiments and simulations, a thorough and sound understanding of the coupling mechanisms has been achieved. Several systems displaying electronic and/or acoustical confinement were investigated (quantum dots, free standing membranes, SOIs). In particular, it was shown that : semiconductor quantum dots display very effective acoustic phonon generation optical and acoustical cavity effects have to be considered in the inelastic light scattering from thin silicon layers.