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Optique ultra-rapide et Nanophotonique (DON) Equipes de Recherches du DON Dynamique ultrarapide de nanostructures et nanoobjets (NanoFemto)

Dynamique ultrarapide de nanostructures et nanoobjets (NanoFemto)

Activités de recherche Notre équipe se consacre principalement à la spectroscopie femtoseconde de nanostructures de semi-conducteurs à grand gap. Différents aspects des dynamiques électroniques sont accessibles par des expériences utilisant des impulsions lumineuses ultra-courtes.

- La dynamique des spins électroniques peut être testée en mettant à profit la structure particulière des niveaux électroniques qui possèdent des moments cinétiques totaux, ou « pseudo-spins », bien définis. Les règles de sélections des transitions optiques permettent donc, en utilisant des faisceaux lumineux polarisés, d’injecter des porteurs dont le spin est contrôlé et de suivre leur relaxation. L’étude de l’évolution du spin des porteurs de charge dans les semiconducteurs est motivée par la possibilité d’associer, dans un même dispositif, le spin de l’électron pour stocker de l’information et la charge de l’électron pour le transport de cette information.

L’évolution du spin des porteurs de charge dans un semiconducteur est déterminée non seulement par la durée de vie d’un état de spin, mais aussi par les superpositions cohérentes d’états de spins différents et le temps pendant lequel de telles superpositions peuvent être maintenues. Nous mesurons le temps de cohérence de spin et la durée de vie du spin des électrons, des trous ou des excitons dans des nanostructures semi-conductrices tels que des puits quantiques ou des boîtes quantiques et sur différents composés (GaAs, CdTe, CuCl, GaN).

Nous développons pour ces expériences des techniques de spectroscopie femtoseconde pompe-sonde et de mélange à quatre ondes spécifiques à la mesure de l’évolution des spins.

- La géométrie et les dimensions réduites des nanostructures de semi-conducteurs modifient profondément les états électroniques et les processus de relaxation qui gouvernent leur dynamique. Nos études précédentes nous avaient permis de mettre en évidence le rôle important du couplage entre porteurs et phonons dans des puits quantiques contenant des boîtes quantiques de CdZnTe. Nous examinons actuellement la relaxation intra-bande des électrons par émission de phonons optiques sur des échelles de temps ultra-courtes (<100fs) .

- Le silicium est un matériau sur lequel la quasi-totalité de l’électronique actuelle est basée mais dont les propriétés optiques sont relativement médiocres. La formation de nanostructures de silicium sous forme de réseaux poreux ou de nanocristaux permet d’obtenir des propriétés d’émission dans le visible particulièrement intéressantes pour leurs applications à l’optoélectronique. Nous nous intéressons aux processus d’amplification optique dans des nanocristaux de silicium, en mesurant en particulier leur gain, avec pour objectif d’obtenir un matériau efficace pour la fabrication de sources lasers intégrées à l’électronique)  .

- Notre équipement de spectroscopie à basse température nous permet de caractériser les propriétés optiques de différents matériaux développés à l’IPCMS. En collaboration avec le DCMI, nous nous intéressons à des composés bi-fonctionnels lamellaires où les propriétés émissives de composés organiques sont associées aux propriétés magnétiques de couches de nickel ou de cobalt). Nous étudions également la photoluminescence de nanocristaux d’oxyde de titane (TiO2) pour leurs propriétés photo-catalytiques. Nous avons en particulier montré une corrélation entre la baisse de l’intensité de lumière émise avec la température et la réactivité des particules.

Activités de l'équipe

  • Nanocristaux de oxyde de titane

  • Pompage optique dans des nanostructures basées sur le silicium

  • Boîtes quantiques de semiconducteurs : dynamique de relaxation

  • Dynamique des spins dans les semiconducteurs

Le personnel

Responsable :

Pierre GILLIOT

Photo de M. Pierre GILLIOT
Directeur de Recherche (DR2) – CNRSIPCMS – Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique (DON) 23 rue du Loess BP 43 Bureau : 3008 Strasbourg 67034 work Téléphone: +33 (0)3 88 10 71 49workFax: +33 (0)3 88 10 72 49workfax Courriel: INTERNET Site internet: page personnelle

 

Chercheurs et Enseignants :

Mathieu GALLART

Photo de M. Mathieu GALLART
Maítre de conférence (MC) – UNISTRAIPCMS – Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique (DON) 23 rue du Loess BP 43 Bureau : 3008 Strasbourg 67034 work Téléphone: +33 (0)3 88 10 71 93workFax: +33 (0)3 88 10 72 49workfax Courriel: INTERNET Site internet: page personnelle

Pierre GILLIOT

Photo de M. Pierre GILLIOT
Directeur de Recherche (DR2) – CNRSIPCMS – Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique (DON) 23 rue du Loess BP 43 Bureau : 3008 Strasbourg 67034 work Téléphone: +33 (0)3 88 10 71 49workFax: +33 (0)3 88 10 72 49workfax Courriel: INTERNET Site internet: page personnelle

 

Personnel technique :

Marc ZIEGLER

Photo de M. Marc ZIEGLER
Ingénieur d’études (IE2) – CNRSIPCMS – Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique (DON) 23 rue du Loess BP 43 Bureau : 3007 Strasbourg 67034 work Téléphone: +33 (0)3 88 10 71 93workFax: +33 (0)3 88 10 72 49workfax Courriel: INTERNET Site internet: page personnelle

 

Thésards et Post-doctorants :

Maryna HRYTSAIENKO

Photo de Mme Maryna HRYTSAIENKO
DoctoranteIPCMS – Département d’Optique ultrarapide et de Nanophotonique (DON) Maison 23 rue du Loess BP 43 Bureau 3007 Strasbourg 67034 home Téléphone: +33 (0)3 88 10 71 86work Courriel: INTERNET

Publications

2019
/

2018
[1]
B. Azeredo, A. Carton, C. Leuvrey, C. Kiefer, D. Ihawakrim, S. Zafairatos, M. Gallart, P. Gilliot, et B. P. Pichon, « Synergistic photo optical and magnetic properties of a hybrid nanocomposite consisting of a zinc oxide nanorod array decorated with iron oxide nanoparticles », Journal of Materials Chemistry C, vol. 6, no 39, p. 10502‑10512, 2018, doi:10.1039/c8tc02680g.
[2]
P. Farger, C. Leuvrey, M. Gallart, P. Gilliot, G. Rogez, J. Rocha, D. Ananias, P. Rabu, et E. Delahaye, « Magnetic and luminescent coordination networks based on imidazolium salts and lanthanides for sensitive ratiometric thermometry », Beilstein Journal of Nanotechnology, vol. 9, p. 2775‑2787, 2018, doi:10.3762/bjnano.9.259.
[3]
M. Gallart, T. Cottineau, B. Hönerlage, V. Keller, N. Keller, et P. Gilliot, « Temperature dependent photoluminescence of anatase and rutile TiO2 single crystals: Polaron and self-trapped exciton formation », Journal of Applied Physics, vol. 124, no 13, p. 133104, 2018, doi:10.1063/1.5043144.

1839302 HVHG5Z72 2017 items 1 surface-science-reports year DESC 1 http://www.ipcms.unistra.fr/wp-content/plugins/zotpress/
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1839302 HVHG5Z72 2014 items 1 surface-science-reports year DESC 1 http://www.ipcms.unistra.fr/wp-content/plugins/zotpress/
1839302 HVHG5Z72 2013 items 1 surface-science-reports year DESC 1 http://www.ipcms.unistra.fr/wp-content/plugins/zotpress/
1839302 HVHG5Z72 2012 items 1 surface-science-reports year DESC 1 http://www.ipcms.unistra.fr/wp-content/plugins/zotpress/
1839302 HVHG5Z72 2011 items 1 surface-science-reports year DESC 1 http://www.ipcms.unistra.fr/wp-content/plugins/zotpress/

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