Propriétés optiques de nanocristaux de CdSe/ZnS individuels à basse température

• Auteur / Autrice : Louis Biadala
• Direction : Philippe Tamarat, Brahim Lounis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Lasers, matière et nanosciences
• Date : Soutenance le 30/06/2010
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre de physique moléculaire optique et hertzienne
• Jury : Président / Présidente : Jean Oberlé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Pierre Hermier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Gilliot, Maria Chamarro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cryotechnique

Spectroscopie d'émission

Molécule unique

Nanocristaux semiconducteurs

Mots clés libres

Nanocristaux semiconducteurs

Molécule unique

Spectroscopie d'émission

Spectroscopie d'excitation

Cryogénie

Champ magnétique

Multiexciton

Trion

Nanocrystals semiconductor

Single molecule

Emission spectroscopy

Excitation spectroscopy

Cryogenie

Magnetic …eld

Multiexciton

Trion

Résumé

Les nanocristaux de CdSe font l'objet d'applications émergentes dans les domaines de la nano-électronique, des technologies laser ou du marquage fluorescent de biomolécules. Pour ces applications, la détermination de la structure fine de l'exciton de bord de bande et des mécanismes de relaxation entre sous-niveaux est d'un intérêt majeur. Cette thèse a été consacrée à l'étude spectroscopique à basse température et sous champ magnétique de nanocristaux individuels de CdSe/ZnS. La remarquable photostabilité des nanocristaux étudiés a permis de caractériser les propriétés optiques des deux états excitoniques de plus basse énergie: l'état excitonique fondamental "noir", et l'état excitonique "brillant" situé quelques meV plus haut en énergie. Ces études ont aussi permis d'identifier un état excitonique chargé (trion) et de caractériser ses propriétés photophysiques. La possibilité de générer une cascade radiative biexciton-exciton a également été démontrée dans ces systèmes.

CdSe nanocrystals are attractive for many applications such as nanoscale electronics, laser technology, and biological fluorescent labelling. A detailed understanding of the band-edge exciton fine structure and the relaxations pathways between sub-levels are crucial for these applications. During this project we have studied the optical properties of single CdSe/ZnS nanocrystals at cryogenical temperature and under magnetic field. The dramatic photostability of the nanocrystals' emission has allowed the optical study of the two lowest exciton states: the "dark" excitonic state and the "bright" excitonic state, lying few meV above. These studies have also enabled us to identify a charged excitonic state (negative trion) and to characterize its photophysical properties. Besides we have demonstrated that in these nanocrystals, radiative cascade biexciton-exciton might be generated.