Mercredi 6 juillet à 10h
Résumé :
La technique originale de spectroscopie par saturation d’absorption, dite
hole-burning spectral, est mise en oeuvre pour étudier l’élargissement homogène
de transitions optiques à 1,55 
m dans deux types de nanostructures.
Pour les boîtes quantiques GaN/AlN, notre expérience constitue la première
mesure directe de la largeur homogène de la transition intrabande 
.
Les études en puissance démontrent le rôle prédominant des processus Auger
dans la relaxation de population des niveaux. Le profil spectral d’absorption
homogène s’avère gaussien. La forte augmentation de la largeur homogène
entre 5K et 30K suggère des mécanismes de décohérence autres que le couplage
aux phonons acoustiques, comme la diffusion spectrale.
Dans le cas des nanotubes de carbone, notre dispositif expérimental permet
d’étudier finement l’évolution du spectre d’absorption homogène de la
transition électronique fondamentale sur une large gamme de puissance et
pour des températures allant de 5K à 300 K. Les études en puissance mettent
en évidence quantitativement la contribution prédominante de l’élargissement
collisionnel et la contribution marginale de la réduction de force d’oscillateur
au signal nonlinéaire. Deux processus d’interaction à deux excitons sont
analysés : l’annihilation exciton-exciton (EEA) et la diffusion exciton-exciton
(EES), et nous révélons la nature hybride Wannier–Frenkel particulière des
excitons dans les nanotubes de carbone. Finalement, nous étudions le déphasage
assisté par phonons et nous mettons en évidence les caractéristiques du
couplage exciton-phonon dans un système unidimensionnel.
Abstract :
The original spectral hole-burning spectroscopy is implemented to study
homogeneous broadening of optical transitions at 1.55 m in two different kinds
of nanosystems.
For GaN/AlN quantum dots, our experiment makes up the first direct measurement
of the homogeneous linewidth of the intraband transition. The
square-root dependence of the differential transmission signal with the incident
pump power reveals the importance of Auger scattering in population
relaxation dynamics. The homogeneous spectral profile turns out to be gaussian.
The strong increase of homogeneous broadening between 5K and 30K
suggests different dephasing mechanisms other than phonon-coupling.
In the case of carbon nanotubes, our experimental setup allows us to study
thoroughly the change of absorption homogeneous spectra over a wide range
of pump power and for temperatures ranging from 5K to 300 K. The power dependence
of the signal shows quantitatively the prevailing contribution of collisional
broadening and the marginal contribution of oscillator strength reduction
to the optical nonlinear signal. We analyzed two types of exciton-exciton
interaction : Exciton-Exciton Annihilation (EEA) and Exciton-Exciton Scattering
(EES) and we reveal the special Wannier–Frenkel hybrid nature of excitons
in carbon nanotubes. Finaly, we study the phonon-assisted dephasing and
we highlight original features of the exciton-phonon coupling in unidimensional
systems such as carbon nanotubes.
RECRUTEMENT ACCES DIRECT
Le département de physique
Le Laboratoire de Physique de l’ENS 