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Un fort couplage entre la lumière et la matière dans des semi-conducteurs

Grâce à leurs propriétés inhabituelles, les polaritons sont en bonne voie d'être utilisés dans des dispositifs d'optoélectronique. Des scientifiques financés par l'UE ont travaillé à manipuler le spin de ces quasi-particules, afin de proposer des directives pratiques en vue de réalisations expérimentales.
Un fort couplage entre la lumière et la matière dans des semi-conducteurs
Les interactions très fortes entre la lumière et la matière, dans des micro-cavités semi-conductrices, conduisent à des polaritons. Ces quasi-particules, mi-lumière et mi-matière, peuvent se condenser en un seul état quantique d'échelle macroscopique, comparable à un condensat de Bose-Einstein d'atomes froids, et adoptant un comportant quantique collectif.

Ces polaritons de micro-cavités représentent un excellent laboratoire pour étudier les phénomènes quantiques fondamentaux, et ils peuvent aussi trouver des applications dans le nouveau domaine des dispositifs spin-optroniques. Il s'agit de séparateurs de faisceaux quantiques, de filtres de polarisation, et aussi de sources efficaces de paires des photons intriqués.

Les scientifiques du projet POLAPHEN (Polarization phenomena in quantum microcavities), financé par l'UE, ont entrepris une étude théorique du spin dans des micro-cavités intégrant des puits et des points quantiques. Dès qu'ils sont formés dans une micro-cavité, les polaritons changent de spin sous l'effet des champs magnétiques.

Le projet POLAPHEN visait à définir des directives pour utiliser des effets bien contrôlés de spin et de polarisation optique, afin de créer des dispositifs optoélectroniques quantiques. Les travaux ont porté sur des aspects de physique fondamentale, d'optoélectronique et de nanotechnologies.

L'équipe de POLAPHEN s'est bien entendu entourée d'un réseau de partenaires venant d'États membres de l'UE, de pays associés et d'autres pays. Les synergies entre les partenaires ont accéléré la réalisation expérimentale de dispositifs spin-optroniques.

Les scientifiques de POLAPHEN ont atteint le but prévu, contrôlant effectivement les interactions des polaritons survenant dans des nanostructures. Les connaissances générées ont soutenu les implémentations pratiques, et les premiers résultats ont déjà été diffusés auprès du monde scientifique.

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Mots-clés

Polaritons, micro cavités semi-conductrices, condensat de Bose-Einstein, dispositifs spin-optroniques, nanotechnologies