Institut des
NanoSciences de Paris
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Croissance et propriétés de systèmes hybrides en couches minces

Croissance MBE de dispositifs à base de boîtes quantiques

P. Atkinson, collaboration avec R. Hostein, B. Eble, V. Voliotis (PMTeq)

Post-doc : S. Germanis, Doctorants (thèses soutenues récemment) : A. Pankratov, V. Pasquali

 

Les boîtes quantiques auto-assemblées, qui sont constituées de quelques dizaines de milliers d’atomes, incorporées dans un matériau à bande interdite plus grande, sont des blocs de base attrayants pour les technologies quantiques car ils se comportent comme des « atomes artificiels ». Figure 1).

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Nous nous intéressons ici à la croissance de deux systèmes de boîtes quantiques différents et à leur intégration dans des structures permettant de contrôler la charge et dans des cavités guides d’ondes pour des expériences d’optique quantique :

- des boîtes quantiques GaAs/AlGaAs sans contrainte créées par une gravure de nanotrous in situ et un remplissage (voir figure 2). Ce système présente l’avantage que la densité, l’anisotropie des boîtes et leur longueur d’onde d’émission peuvent être contrôlées indépendamment, chaque propriété étant déterminée à un stade différent de la croissance, par exemple dépôt de gouttelettes, gravure de gouttelettes et remplissage de trous. De plus, les propriétés du matériau peuvent être bien contrôlées car il y a une inter-diffusion négligeable entre GaAs et AlAs dans nos conditions de croissance, JPEG

- boîtes quantiques InAs/GaAs « site-controlled » élaborées par le mode de croissance Stranski-Krastanov où nous utilisons le pré-modelage du substrat pour déterminer le site de nucléation initial des boîtes quantiques (voir figure 3). Ici, l’avantage est que nous pouvons créer des réseaux ordonnés de boîtes quantiques, permettant la fabrication de plusieurs dispositifs à boîte unique pour l’intégration sur puce des expériences d’optique quantique. JPEG

Publications récentes :

Triggered Indistinguishable Single Photons with Narrow Line Widths from Site-Controlled Quantum Dots K. D. Jöns, P. Atkinson, M. Müller, M. Heldmaier, S. M. Ulrich, O. G. Schmidt and P. Michler, Nano Letters13 126 (2013)

Independent wavelength and density control of uniform GaAs/AlGaAs quantum dots grown by infilling self-assembled nanoholes P. Atkinson, E. Zallo and O. G. Schmidt, J. Appl. Phys. 112 054303 (2012)

Eleven Nanometer Alignment Precision of a Plasmonic Nanoantenna with a Self-Assembled GaAs Quantum Dot M. Pfeiffer, K. Lindfors, H. Y. Zhang, B. Fenk, F. Phillipp, P. Atkinson, A. Rastelli, O. G. Schmidt, H. Giessen and M. Lippitz, Nano Letters 14 197 (2014)