Introduction Générale

Ce programme de recherche a permis de renforcer les collaborations existantes entre l‘Unité de Recherche de « Physique des Semiconducteurs et Capteurs » de l'Institut Préparatoire aux Etudes Scientifiques et Techniques de La Marsa, IPEST, Université 7 Novembre à Carthage (code UR 99/1318) et le Laboratoire de Photonique et Nanostructures de Paris (LPN), et a surtout conduit au développement d'échanges scientifiques et de projets communs entre l'Institut des NanoSciences de Paris (INSP) et l‘UR de l’IPEST. C'est en particulier dans ce but que l'essentiel des séjours des étudiants tunisiens (Thèse + HDR) a été réalisé dans le cadre d'expériences menées à l'INSP.

Cette recherche donne accès à des sujets et à des échantillons à la pointe du domaine permettant aux chercheurs de « se coller » à l'actualité en matière de recherche sur la physique des nanostructures semi-conductrices.

Par exemple, la spectroscopie résolue en polarisation sur les boîtes quantiques InAlAs/AlGaAs donne accès aux propriétés dépendant du spin , grandeur au coeur de la réflexion collective sur les possibilités de traitement de l'information quantique. La physique des boîtes individuelles est une physique coûteuse et donc actuellement inaccessible à l’UR-IPEST, mais de nombreuses expériences originales et/ou complémentaires ont été menées sur un ensemble de boîtes quantiques dans l’UR( l'expertise par photoluminescence (PL) résolue en polarisation et en fonction de T).

Projet CMCU intitulé: Croissance,optique et dynamique de spin dans des boîtes quantiques III/V (code 04 S1318): 2004 – 2006 + prolongation 07

Responsables Français et Tunisien :Testelin Christophe (INSP) et Maaref Mhamed Ali (UR-IPEST)

Travaux réalisés

- 4 mastères , 2 Thèses et une Habilitation Universitaire.- 7 Articles internationaux communs.

CMCU

DGRST- CNRS BQ

Photoluminescence PLE (UR)

1,50 1,55 1,60 1,65 1,70 1,75 1,80

T = 10 KE

exc = 2.33 eV

Taux de polarisation

Inte

nsit

é (u

. a.)

Energie (eV)

-0,2

0,0

0,2

0,4

Dichroïsme linéaire

2 positions de l’analyseur parallèles

à [110] et [1-10]

)11(2

1X

)11(2

i

Y

ħ1

ħ : Energie d’interaction

d’échange électron-trou anisotropique

x

Ω// = g µBB / ћ

-0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,69

10

11

12

13

14

15

2//

2

2//0

cc PP

T = 2 KE

exc = 1.96 eV

P

c (%

)

Champ magnétique (T)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

-14,0

-13,5

-13,0

-12,5

-12,0

-11,5

-11,0

-10,5

-10,0

-9,5

2//

2

20

ll PP

Champ magnétique (T)

Pl (

%)

g = 2.11 ħ = 14µeV

*Les nanostructures III-V sont des systèmes intéressants de vue physique fondamentale :confinement des porteurs dans les trois directions de l’espace et discrétisation des spectres d’énergie : atomes artificiels Recherche très active au niveau mondial . *Applications dans l'opto-électronique :lasers, commutateurs, détecteurs d'infrarouge,mémoires ( spin quantique- bit quantique).

Sz

0zS

S

z

Sx

Ω//

Structure fine

Effet Hanle

-0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

0

2

4

6

8

10

2)(1

1)0()(

B

BB

n

c

n

c

224 mT 100 ps

B.Q. InAlAs/AlGaAsT = 2KE

det= 1.631 eV

Eexc

= 1.96 eV

c

Champ magnétique (T)

gTs = 100 psTs r=630 ps g 0.2. Ts: durée de vie de sping: Facteur de Landé Transversal

PL polarisée sous champ magnétique-BQ AlInAs/AlGaAs

Bilan des dépenses- Acquisition d’équipements à l’UR-IPEST pour l’amélioration des expériences existantes (26600 euros)

- Stages et missions ( 11640 euros et 15600 DT ).

1/ “Optical anistropy and photoluminescence excitation density dependence for auto-organized Al0.28 In0.72 As/Al0.28 Ga0.72 As quantum dots”, A.Melliti , A.Sahli ,W.Ouerghi, K.Kerkani, A.Lemaître, M. A. Maaref, P.Voisin , Physica E 27, 369-373 (2005).2/ “Dependence on temperature of homogenous broadening of InGaAs/InAs/GaAs quantum dot fundamental transitions” W.Ouerghi, A Melliti, M. A. Maaref, J.Bloch , Physica E, 28, 519-524 (2005).3/“Two time scales of the electron-hole spin relaxation in InAs/GaAs quantum dots ” , C.Testelin , E.Aubry , M.Chaouache, M.A.Maaref, F.Bernardot, M.Chamarro and J.M.Gérard , Phys.Stat.Sol.(b), 1- 4, (2006).4/ “Energy dependence of the electron-hole in-plane anisotropy in InAs/GaAs quantum dots”, C.Testelin ,E.Aubry, M.Chaouache, M.A.Maaref F.Bernardot,M.Chamarro, J.M.Gérard and R.Ferreira , Phys.Stat.Sol.(c), (2006).5/ ”Effect by AlAs submonolayer insertion on the oscillator strength of excitons in GaAs/AlGaAs quantum wells “ , C Mejri, M.Chaouache ,M.A.Maaref , P.Voisin and J.M.Gérard, Semiconductor Science and Technology, 21,1018-1021 (2006). 6/ “Spin lifetime from Hanle-effect and fine structure of excitonic levels in InAlAs/AlGaAs quantum dots”, A.Sahli, A. Melliti, M. A. Maaref ,C.Testelin ,P. Voisin, R. Kuszelewicz , Phys.Stat.Sol.(b),1-7(2006).7/" Dependence on Temperature of Circular Polarization and Relaxation Time in InAlAs/AlGaAs quantum dots", A. Sahli, A. Melliti, N. sellimi, M. A. Maaref, C. Testelin, P. Voisin, R.Kuszelewicz , Materials Science and Engineering C (2007 ).