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Séminaire général du Département de physique

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"Son et lumière", ou comment manipuler les phonons acoustiques et les photons dans des nanostructures de semi-conducteurs
Bernard Jusserand (INSP, Paris VI)

16 avril 2009

Les miroirs interférentiels présentent de très hautes réflectivités dans des plages de longueur d’onde prédéfinies. Leur association permet la réalisation de cavités photoniques où les photons sont confinés à l’échelle de leur longueur d’onde. Nous présentons la transposition de ces idées aux ondes acoustiques de fréquences voisines du térahertz. Des miroirs et des cavités acoustiques ont été réalisés par épitaxie par jets moléculaires d’empilements de couches de GaAs et AlAs avec des épaisseurs de l’ordre de la longueur d’onde acoustique, c’est-à-dire quelques nanomètres, et leur transmission acoustique a été déterminée par acoustique picoseconde.
Nous avons également réalisé des mesures de spectroscopie Raman à haute résolution (10E-2 cm-1) de la largeur de raie d’un mode de cavité à 1 THz et montré sa variation avec la finesse, ainsi que l’influence du temps de vie intrinsèque des phonons acoustiques, qui est fini, contrairement à celui des photons. Nous avons mis à profit la forte différence de couplage acousto-optique entre les matériaux GaAs et AlAs pour mettre en évidence la génération dans le nanodispositif de paquets d’ondes acoustiques cohérents et quasi-monochromatiques pouvant se propager sur des centaines de microns dans un solide, ainsi que la détection sélective de fréquences acoustiques prédéterminées. La combinaison des confinements acoustiques et photoniques dans un même dispositif permet un renforcement considérable de l’efficacité de ces fonctions.

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