L’absorption d’un photon dans une structure quantique est liée à une transition entre deux états électroniques du système. Ainsi, l’énergie du photon absorbé dépend de la séparation en énergie entre ces deux états. Toutefois cela n’est plus vrai à très haute densité électronique, ce qui peut arriver dans la matière condensée et notamment dans des structures quantiques de semiconducteur. L’équipe Physique Quantique et Dispositifs (QUAD) du Laboratoire MPQ (CNRS/Univ. Paris Diderot), en collaboration avec l’équipe ELPHYSE du LPN (CNRS) a démontré que les propriétés optiques d’un gaz d’électrons dense ne sont pas reliées au spectre d’énergie, mais dépendent de l’interaction coulombienne entre les charges. Dans un article paru dans Physical Review Letters, les chercheurs ont montré que dans un puits quantique fortement dopé le spectre d’absorption ne dépend plus des transitions électroniques. En effet ces dernières sont couplées et donnent ainsi lieu à une seule résonance optique étroite, qui concentre toute l’interaction avec la lumière (voir figure). En conséquence, en fonction de la charge dans le puits le système peut devenir transparent aux énergies des transitions entre les états électroniques. Ces résultats ouvrent la voie vers un nouveau champ d’investigation des effets cohérents dans les dispositifs électroniques contrôlés par la densité de charge.
Figure :
Spectre d’absorption du puits quantique mesuré (points noirs) et simulé sans considérer (ligne bleu) et en considérant (ligne rouge) l’interaction coulombienne entre les transitions électroniques. Cette interaction fait apparaître une seule résonance optique étroite à une énergie complètement différente de celles des transitions.
Contact :
Angela Vasanelli.
Carlo Sirtori.
angela.vasanelli@univ-paris-diderot.fr
carlo.sirtori@univ-paris-diderot.fr
Référence :
Charge induced coherence between intersubband plasmons in a quantum structure.
A. Delteil, A. Vasanelli, Y. Todorov, C. Feuillet-Palma, M. Renaudat St-Jean, G. Beaudoin, I. Sagnes and C. Sirtori, Physical Review Letters, 109, 246808 (2012).