Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Suzanne Dang - Lundi 24 septembre 2018 à 14 h

Suzanne Dang, doctorante dans l’équipe Photons, Magnons et Technologies Quantiques (PMTeQ) soutient sa thèse le lundi 24 septembre 2018 à 14 h.

Sorbonne université - 5 place Jussieu - 75005 Paris - Amphithéâtre Charpak (Tour 22, RDC)

Exploration de la transition Berezinskii-Kosterlitz-Thouless avec des excitons dipolaires

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Images : Échantillon fraîchement micro-soudé, PCB et laser de stabilisation de l’interféromètre, dans le visible !

Résumé

Ces travaux sont consacrés à l’étude d’un gaz d’excitons bidimensionnel créé dans un double puits quantique de semiconducteurs. Grâce à un champ électrique appliqué perpendiculairement au plan des puits, les deux composants de l’exciton, l’électron et le trou, sont chacun confinés dans deux puits séparés. Ceci donne naissance à des excitons avec un fort moment dipolaire, piégés et refroidis à très basse température. Nous étudions les propriétés du gaz d’excitons à travers la photoluminescence émise lors de la recombinaison des paires électron-trou, que nous analysons grâce à des mesures spectroscopiques et interférométriques. Ainsi, nous avons étudié la thermodynamique et établi l’équation d’état du gaz d’excitons dans un piège harmonique. Nous avons dévoilé l’universalité de l’équation d’état ce qui a rendu possible la première démonstration de l’équilibre thermodynamique du gaz et a aussi permis d’évaluer la force des interactions entre excitons. En associant des mesures de cohérence spatiale et l’étude de la distribution de défauts de densité dans la photoluminescence des excitons, nous avons montré que dans une zone centrale du piège de rayon R < 3 µm, il s’opère conjointement une augmentation du niveau de cohérence et une diminution de la densité de défauts. Des travaux précédents ayant montré que ces défauts pouvaient constituer des défauts topologiques appelés vortex, nos observations constituent ainsi un ensemble de preuves de l’établissement d’un état superfluide dans la partie centrale du piège, en accord avec la théorie prédite par Berezinskii, Kosterlitz et Thouless.

Jury

  • Mme Hélène PERRIN (LPL, Univ. Paris-Nord, Villetaneuse) - Examinatrice
  • M. Alberto BRAMATI (LKB, Sorbonne U.) - Examinateur
  • M. Thierry GUILLET (Laboratoire Charles Coulomb, Univ. Montpellier) - Rapporteur
  • M. Maxime RICHARD (Institut Néel, Grenoble) - Rapporteur
  • M. Markus HOLZMANN (LPM2C, Univ. Grenoble-Alpes) - Membre invité
  • M. François DUBIN (INSP, Sorbonne U) - Directeur de thèse