Sujet proposé par Alberto Bramati
[email protected]

Titre : Nano-sources de photons uniques pour l’information quantique

Descriptif : Les premières sources de photon uniques sont apparues au milieu des années ‘80 et depuis elles n’ont cessé de se développer et se diversifier. Il existe de nombreux types de sources de photons uniques : atomes isolés, atomes dans des cavités optiques, molécules uniques, boîtes quantiques et défauts dans des milieux cristallins comme le diamant.
Après une amélioration notable de leur efficacité, leur utilisation dans le cadre de l’information quantique demande un effort supplémentaire, afin d’obtenir des photons émis dans des états quantiques parfaitement contrôlés.
Notre activité de recherche se focalise sur le développement d’un nouveau type de nanosources, basées sur des cristaux semi-conducteurs de taille nanométrique, synthétisés par des techniques de chimie en solution, appelés « nanocristaux colloïdaux ». Ces nano-particules, du fait de l’extrême confinement des charges, possèdent des niveaux d’énergie discrets et peuvent ainsi émettre des photons uniques à température ambiante.
La spécificité des nanocristaux étudiés au laboratoire réside dans leur forme. Il s’agit de nano-bâtonnets de CdSe avec un cœur sphérique en CdS. Nous avons montré qu’ils émettent des photons uniques polarisés avec un taux de polarisation très élevée. Actuellement, dans le cadre d’une collaboration internationale avec le Laboratoire de Nanotechnologies en Italie, et l’Institut Max Planck à Erlangen en Allemagne, nous étudions les propriétés de ces émetteurs intégrés au sein de structures photoniques, afin de profiter de l’effet Purcell pour réduire le temps de vie de l’exciton et ainsi augmenter le taux d’émission.
Au cours de la journée de stage, les étudiants auront la possibilité de participer aux expériences et de se familiariser aux techniques et montages expérimentaux permettant la préparation des échantillons ainsi que la détection de photons uniques (Hanbury-Brown and Twiss set-up).