Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies - Campus de Marcoussis
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Groupe d’Optique des nanoStructures Semiconductrices > Boîtes quantiques en microcavité
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BQM

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Puce Présentation

Puce Membres

Puce Brevets

Puce Publications

Puce Contrats et projets

Puce Stages passés et en cours


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Puce Présentation

Une boîte quantique (BQ) semiconductrice présente des transitions optiques discrètes très similaires à celles d'un atome. Ces dernières années, il a été montré que les boites quntiques peuvent êtres de sources de photons uniques, de photons indiscernables et de paires de photons intriquées en polarisation. Par ailleurs, le spin d'un porteur piégé dans une BQ apparaît comme un bit quantique bien isolé de son environnement. En insérant une telle BQ dans une cavité optique, son émission peut être accélérée (effet Purcell) voire même rendue réversible : c'est le régime de couplage fort. Le premier régime est intéressant pour produire des sources pour la cryptographie quantique à l'état solide, le second dans le domaine du traitement de l'information quantique. Notre activité est consacrée à l'étude et à la démonstration de ces effets, ainsi qu'à leurs applications.

AutoOrg Développement de cavités optiques Etudes des boîtes quantiques uniques
AutoOrg Première démonstration du régime de couplage fort
AutoOrg Une technologie déterministe pour coupler une boîte quantique à une microcavité
AutoOrg Premières études systématiques de l'interaction lumière matière
AutoOrg Une source ultra-brillante de paires de photons intriqués
AutoOrg Contrôle de l'émission spontanée de nanocristaux CdSe/ZnS
AutoOrg Excitation résonante de systèmes boîtes quantiques - cavités en régime de couplage fort
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Puce Membres

Contacts

 Senellart Pascale  (+33) 1 69 63 61 96  
 Lanco Loic  (+33) 1 69 63 60 45  
 Lanzillotti Kimura Daniel  (+33) 1 69 63 62 46  

Et aussi...

 Bloch Jacqueline  (+33) 1 69 63 61 90  
 Lemaître Aristide  (+33) 1 69 63 60 72  
 Voisin Paul  (+33) 1 69 63 61 93  
 Coppola Guillaume  (+33) 1 69 63 61 96  
 De santis Lorenzo  (+33) 1 69 63 61 72  
 Lamberti Fabrice  (+33) 1 69 63 63 52  

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Puce Brevets

  • Sources et capteurs de lumière comprenant au moins une microcavité à mode Tamm plasmonique localisé (International Application N°: PCT/FR1003/881), P. Senellart, A. Lemaître, S. Michaelis de Vasconcellos, O. Gazzano, J. Bellessa, O. Daniel, FR 1003/881 , (2010-09-30)
  • Composant émetteur de paires de photons intriqués en polarisation et méthode de fabrication de ce composant, P. Senellart, A. Dousse, FR 1000195, (2010-01-19)
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Puce Publications

Publications dans des journaux
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Puce Contrats et projets

    Puce Projets Internationaux

      ILNACS : Nanostructures of Compound Semiconductors (Growth, properties, devices)

      Référence de contrat : LIA
      Coordinateur, Partenaire(s) : F. Glas (LPN ),
      Responsable(s) C2N : Frank Glas
      Principaux objectifs : Coordonner et développer les collaborations scientifiques entre les laboratoires du CNRS et les laboratoires et instituts de l'académie des sciences russe basés à Saint-Petersbourg dans le domaine de la croissance et de l'étude des propriétés physiques des nanostructures de semiconducteurs composés, et des composants basés sur ces structures.
      (2010-2017)

      QD-CQED : A quantum dot in a cavity: A solid state platform for quantum operations

      Référence de contrat : ERC starting grant 277885
      Coordinateur, Partenaire(s) : P. Senellart (LPN ),
      Principaux objectifs : Le projet QD-CQED a pour objectif d’implémenter des opérations quantiques élémentaires à l’aide de boîtes quantiques semiconductrices dans des microcavités optiques. A l’aide de sources de photons uniques et paires de photons intriquées ultra-brillantes, nous souhaitons démontrer la téléportation quantique et l’échange d’intrication. En ajoutant un porteur dans les boites quantiques, nous voulons obtenir l’intrication spin-photon et nous diriger vers l’intrication de deux spins à distances. (2011-2016)

      SSQN : Solid State Quantum Network

      Référence de contrat : CHISTERA 2011
      Coordinateur, Partenaire(s) : J. Rarity (Universite de Bristol),
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart
      Principaux objectifs : In this consortium we propose to work towards a deterministic quantum network based on semiconductor quantum dot-micropillar cavity systems. In particular, we will develop a QD-spin micropillar cavity system, which acts as an all-in-one spin-photon-interface and a Bell-state analyser. (2011-2014)

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    Puce ANR non thématiques

      QDOM : Quantum Dot Optomechanics

      Référence de contrat : ANR07-240 (2012-2016)
      Responsable(s) C2N : Loic Lanco, Pascale Senellart
      Principaux objectifs : Principaux objectifs: Le projet QDOM a pour objectif de faire le pont, à l’échelle nanométrique, entre deux domaines de recherche encore distincts : l’optomécanique des cavités déformables (« Cavity Optomechanics ») et l’électrodynamique quantique en cavité (« Cavity QED »). Ces deux domaines utilisent un champ électromagnétique confiné dans une cavité, pour exalter son interaction avec un oscillateur mécanique ou avec un atome. Le projet QDOM vise à explorer l’interface entre ces domaines en incluant une boîte quantique semiconductrice dans une cavité optomécanique, et en exploitant l’interaction tripartite entre excitons, photons et phonons confinés. (2012-2016)

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    Puce ANR jeunes chercheurs

      MIND : Mesure non destructive d’un spin unique.

      Référence de contrat : ANRJCJC2009
      Responsable(s) C2N : Loic Lanco
      Principaux objectifs : Mesure non destructive d’un spin unique. (2009-2012)

      MICADOS : Boîtes quantiques semiconductrices de grande force d’oscillateur et microcavités optiques ultimes pour le régime de couplage fort exciton-photon

      Référence de contrat : ANR Programme Jeunes chercheuses et Jeunes Chercheurs
      Coordinateur, Partenaire(s) : S. Sauvage (IEF )
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart, Isabelle Robert-Philip
      Principaux objectifs : L’étude se developpera selon trois axes de travail: 1. Etude de boîtes quantiques de grande force d’oscillateur 2. Développement de cavités optiques ultimes 3. Etude optique du régime de couplage fort (2005-2008)

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    Puce ANR PNANO

      CAFE : Source de photons uniques assistée par la décohérence d'une boîte quantique

      Référence de contrat : ANR P3N 2009
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart
      Principaux objectifs : L’objectif de ce projet est la fabrication déterministe, compatible avec une production grande échelle, de sources de photons uniques efficaces à base de boites quantiques semiconductrices ou de nanocristaux de semiconducteurs (2009-2012)

      DELIGHT : Deterministic light matter coupling

      Référence de contrat : ANR P3N 2009
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart
      Principaux objectifs : L’objectif de ce projet est la fabrication déterministe, compatible avec une production grande échelle, de sources de photons uniques efficaces à base de boites quantiques semiconductrices ou de nanocristaux de semiconducteurs (2009-2012)

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    Puce Autres Projets Nationaux

      NAOMI : NAno-OptoMécanique Intégrable

      Référence de contrat : Cnano Ile de France
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart, Rémy Braive, Isabelle Robert-Philip
      Principaux objectifs : L'objectif du projet est de développer la nano-optomécanique, en fédérant les expertises en optomécanique, nanophysique et nanofabrication des équipes de MPQ, du LKB et du LPN. (2008-2011)

      PICORRE : Corrélations de photons à l’échelle picoseconde.

      Référence de contrat : RTRA
      Responsable(s) C2N : Pascale Senellart
      Principaux objectifs : Mise en place d’un banc de corrélations de photons de résolution picoseconde. (2009-2011)

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Puce Stages passés et en cours

Post-doctorat


  • Quantum optics with single quantum dots in cavities

  • A. K. Nowak-(2012-01-16 / 2014-01-15)
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Un spin unique en microcavité: initialisation et mesure non-destructive

  • K. Piven-(2011-01-15 / 2012-07-14)
    Contact : L. Lanco
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
                NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)


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    Les boîtes quantiques semiconductrices sont des très bonnes candidates pour la réalisation d’expériences d’information quantique dans un système à l’état solide. Au cours des dernières années, notre groupe a acquis une forte expertise dans le contrôle du couplage lumière-matière pour des boîtes quantiques en microcavité. Nous avons récemment développé une technique de lithographie in-situ permettant de coupler de façon déterministe une boîte quantique avec le mode optique d’une cavité. Nous sommes actuellement en train de réaliser un montage expérimental pour exciter/sonder de façon résonante ou quasi-résonante nos dispositifs, avec plusieurs perspectives prometteuses. Par exemple, le spin d’un électron unique confiné dans une boîte quantique peut occasionner une légère rotation de la polarisation d’un faisceau laser. Cet effet, s’il est amplifié à l’intérieur d’une microcavité optique, permet de réaliser la mesure non-destructive de ce spin et, à terme, d’observer en temps réel les sauts quantiques du spin. En parallèle, nous prévoyons de tirer avantage de l’exaltation du couplage lumière-matière pour obtenir l’initialisation ultrarapide du spin de l’électron. Les candidats à cette offre doivent avoir une solide expérience en optique ou en physique de la matière condensée, et être également intéressés par le travail technologique en salle blanche.

  • Sources efficaces de photons uniques et de paires de photons intriqués à l’aide d’une BQ couplée à un mode de cavité

  • S. Michaelis de Vasconcellos-(2010-03-01 / 2011-09-30)
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Couplage déterministe entre une BQ unique et un mode de cavité

  • J. Suffczynski-(2007-12-01 / 2009-07-31)
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Développement de la technique de lithographie in-situ

  • L. Lanco-(2006-09-01 / 2007-08-31)
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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Thèse

Stage


  • Couplage d’une boite quantique à un mode plasmonique

  • O. Gazzano-(2010-03-01 / 2010-07-30)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Etude des modes optiques de molécules photoniques

  • A. Calvar-(2009-04-01 / 2009-06-30)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Fabrication de microdiques couplés à des guides optiques

  • C. Belacel-(2009-02-01 / 2009-06-30)
    Niveau : Master2
    Contact :
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Développement de la lithographie in-situ

  • G. Dupont-(2007-03-01 / 2007-06-30)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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    Notre équipe a récemment obtenu une des premières démonstrations du couplage fort lumière matière pour une boîte quantique unique insérée dans une microcavité optique. Nous proposons un stage post doctoral dont le but sera d’étudier les propriétés optiques de ce nouveau système et ses possibles applications pour le traitement de l’information quantique.. Le post doctorant participera à l’optimisation du système boîte quantique – cavité optique. Il s’impliquera ainsi dans la réalisation technologique des cavités optiques en utilisant les possibilités qu’offre la salle blanche du laboratoire (lithographie électronique, gravure sèche ou humide, microscopie électronique…). Il participera à l’optimisation de la croissance des boîtes quantiques par des mesures optiques. Enfin, il réalisera des expériences de micro-photoluminescence continues ou résolues en temps à basse température et participera à des expériences de corrélations de photons. Le stage post-doctoral est financé sur 18 mois par l’Agence Nationale de le Recherche. Le candidat devra montrer un fort intérêt pour le travail technologique en salle blanche et avoir une expérience en optique des semiconducteurs et/ou en optique des systèmes confinés.

  • Modélisation du diagramme de rayonnement de cavité microdisques

  • A. Dousse-(2007-04-01 / 2007-06-30)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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  • Emission de boîtes quantiques à fluctuations d'interface

  • E. Peter-(2003-03-24 / 2003-07-31)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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    DEA Laser et Matière

  • Recherche du couplage fort pour une boîte semiconductrice unique en cavité

  • A. David-(2003-01-01 / 2003-04-30)
    Niveau : Master2
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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    DEA de Physique Quantique

  • Caractérisation spectrale de l’effet Purcell

  • V. Schmidt-(2009-05-01 / 2009-05-31)
    Niveau : Licence
    Contact : P. Senellart
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)


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