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Physique Quantique et Dispositifs
Le travail de recherche de l’équipe QUAD est centré sur le dessin, la caractérisation et la modélisation de dispositifs semiconducteurs, basés sur les transitions entre sousbandes de la bande de conduction d’un système de puits quantiques couplés. Ces dispositifs couvrent une vaste gamme spectrale, allant de l’infrarouge moyen à l’infrarouge lointain.
Une partie de notre activité de recherche concerne les lasers à cascade quantique : nous travaillons à l’extension de la gamme spectrale de fonctionnement de ces dispositifs vers les faibles longueurs d’onde (3-5µm) ou vers le THz, ainsi qu’à l’amélioration des performances. Cette recherche a porté aux premiers lasers InAs/AlSb fonctionnant à température ambiante , au premier laser à 2THz (record mondial pour les basses fréquences jusqu’en 2005), à la première réalisation et à l’amélioration des performances de lasers à cascade dans la gamme 8-12µm basés sur le GaAs, ainsi qu’à la réalisation de cavités enterrées qui ont permis des valeur record de courant de seuil dans le THz.
Pour comprendre les mécanismes de relaxation électronique dans la région active des lasers, nous avons réalisé une étude expérimentale et théorique de structures à cascade sous champ magnétique intense, en montrant que les processus de diffusion élastique sont aussi important que l’émission de phonons optiques, surtout pour les systèmes de matériaux ternaires (GaInAs/AlInAs). Dans le cadre de cette étude, nous avons mesuré pour la première fois l’efficacité quantique dépendante du champ magnétique d’une diode émettrice de lumière à 10µm.
Une autre activité importante de notre équipe concerne l’optique non-linéaire intra-cavité dans le GaAs : nous avons réalisé la génération de seconde harmonique dans des lasers à cascade sur substrat de GaAs <111> ; plus récemment, nous avons réalisé la conversion de fréquences intra-cavité du THz vers les longueurs d’onde Telecom en accord de phase. Il s’agit d’une technique d’up conversion intra-cavité originale, qui prouve le potentiel des lasers à cascade THz comme shifters des fréquences Telecom.
Un axe de recherche très récent concerne les dispositifs intersousbandes basés sur le couplage fort lumière – matière. Nous avons démontré le couplage fort dans un dispositif photovoltaïque. Nous avons également la première évidence expérimentale du couplage fort dans des mesures d’électroluminescence
Sous-rubriques :
- Dispositifs électroluminescent basés sur les polaritons intersousbandes
- Etude des structures à cascade quantique sous champ magnétique intense
- Lasers à Cascade Quantique : des propriétés quantiques des matériaux à la réalisation de dispositifs optoélectroniques intégrés
- Up-conversion intra-cavité avec lasers à cascade quantique Terahertz (THz)
- Laser à cascade quantique dans le domaine THz, dessin et performances
