Institut des
NanoSciences de Paris
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Soutenance de thèse de Bruno Siarry - Jeudi 17 décembre 2015 à 14 h

INSP - 4 place Jussieu - 75252 PARIS Cedex 05 - Barre 22-23 - 3e étage, salle 307

Bruno Siarry, doctorant dans l’équipe Nanostructures et systèmes quantiques

« Manipulation du spin et de la cohérence dans des boîtes quantiques d’InAs/GaAs, par expériences pompe-sonde résonantes »

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Résumé

Ce travail de thèse étudie la dynamique et la cohérence du spin dans des ensembles de boîtes quantiques (BQ) neutres et dopées en trous d’InAs/GaAs. Les études sont menées grâce à des expériences pompe-sonde résonnantes avec la transition fondamentale.

Dans un premier temps, la périodicité de l’excitation laser est transférée à la précession des spins de trous en champ magnétique transverse, dans le cadre du blocage de phase (Modelocking). Cette technique permet de passer outre les fortes inhomogénéités de l’échantillon étudié (105 BQ), et d’observer une resynchronisation des spins à des délais longs. On peut ainsi estimer le temps de cohérence de spin du trou, à 800 ns. De plus, des conditions expérimentales proches nous ont permis d’observer une polarisation nucléaire dynamique (PND), et ses effets importants sur la précession électronique en champ transverse. La géométrie de la PND a été caractérisée, et on a également mesuré la dynamique longue de son établissement (500 ms).

Dans une deuxième partie, le développement d’une détection hétérodyne a permis d’augmenter fortement la sensibilité du dispositif pompe-sonde, et ainsi d’étudier des ensembles restreints (300) de BQ neutres dans une cavité. Nous avons caractérisé la structure fine des états de paire électron-trou en présence d’un champ magnétique longitudinal et mis en évidence la manipulation de la phase des battements quantiques de ces états par le champ magnétique lors d’une excitation linéairement polarisée selon un axe sui n’est pas axe de symétrie des BQ.

Composition du jury

- Maria Vladimirova, LCC Montpellier, (rapporteur)
- Lucien Besombes, I. Néel Grenoble (rapporteur)
- Régis André, I. Néel Grenoble (exminateur)
- Jérôme Tignon, LPA Paris (examinateur)
- Maria Chamarro, INSP Paris (Directrice de thèse)
- Benoît Eble, INSP Paris (Encadrant de thèse)