Nous avons eu le plaisir d'accueillir Angela VASANELLI sur le thème de l'Interaction lumière matière dans les puits quantiques

Angela Vasanelli est née à Bari (Italie), où elle a effectué des études de physique.

Je suis arrivée à Paris pour réaliser une thèse à l'Ecole Normale Supérieure sur l'étude des niveaux d'énergie et des propriétés optiques des boîtes quantiques de semi-conducteur. Depuis 2003 je suis maître de conférences au Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques de l'Université Paris Diderot. Mon activité de recherche concerne les dispositifs quantiques infrarouges.

Les puits quantiques sont des systèmes artificiels qui permettent de confiner les électrons dans une direction de l'espace. Ceci donne lieu à des niveaux d'énergie, dont la séparation dépend des propriétés du puits. Dans cet exposé, nous étudierons les différentes façons dans lesquelles une radiation dans l'infrarouge peut interagir avec des électrons dans le puits quantique. Trois phénomènes peuvent se produire : absorption, émission stimulée et émission spontanée. Ces trois phénomènes sont à la base d'autant de dispositifs optoélectroniques, les détecteurs, les lasers ou les LED.

L'absorption et l'émission stimulée permettent à l'électron de passer d'un niveau d'énergie du puits à un autre en interagissant avec la lumière envoyée sur le puits. En revanche, l'émission spontanée est un processus irréversible, qui permet une transition de l'électron d'un état excité du puits vers un état de plus faible énergie par émission de lumière.

De la même façon que les électrons dans un puits quantique, la lumière peut être confinée dans ce qu'on appelle une cavité (ou microcavité quand ses dimensions sont micrométriques). Si le puits quantique est inséré dans une microcavité, l'interaction avec la lumière peut être profondément modifiée : l'émission spontanée peut devenir réversible ! Dans ce cas on ne peut plus distinguer la lumière de l'électron dans le puits, mais on crée des nouvelles particules qui ont une double nature : elles sont en quelques sortes un peu lumière un peu matière. Je montrerai quelles sont les signatures expérimentales de ces nouvelles particules et de quelles façons elles pourraient être utilisées pour réaliser des nouveaux dispositifs émetteurs de lumière.


Un "au revoir" à Jacques Van Bockstaele. Jacques nous a quitté très récemment. Merci à toi de nous avoir souvent honoré de ta présence ces dernières années. Notre ré-union matière-lumière lui sera dédiée ainsi qu'à Maria son épouse.