Une nouvelle génération de chercheurs pour une nouvelle technologie
Dans les semi-conducteurs, les excitons sont liés par l'attraction entre les électrons (de charge négative) et les trous (de charge positive). Du fait de cette force, ces quasi-particules tendent à se recombiner très rapidement. Il est cependant possible de prolonger leur durée de vie jusqu'à quelques microsecondes, en confinant les électrons et les trous dans des couches séparées du matériau. Ceci forme des excitons indirects. Les excitons indirects peuvent alors être refroidis à basse température, et former un gaz quantique. Ils peuvent être contrôlés par une tension, et servir de base à de nouveaux dispositifs excitoniques. Le principal objectif du projet INDEX (Indirect excitons: Fundamental physics and applications) était d'intégrer de jeunes chercheurs dans un cadre interdisciplinaire d'activités de recherche et développement (R&D) dans ce nouveau domaine. Les partenaires d'INDEX ont proposé un cadre unique pour former une nouvelle génération de physiciens, afin qu'ils apportent des idées et des concepts pour développer une technique réellement innovante. La participation active de quatre entreprises a renforcé l'intérêt de la formation. En outre, la synergie entre les partenaires universitaires et ceux du secteur privé a permis d'accélérer les recherches et la préparation à la commercialisation. Onze doctorants et trois chercheurs post-doctorants ont été recrutés et ont reçu une formation dans les laboratoires des partenaires du projet INDEX. Ils ont reçu les informations théoriques et les compétences expérimentales relatives aux derniers progrès en matière de condensation des excitons et de transport du spin d'excitons indirects, acquérant ainsi les bases pour explorer la physique des excitons confinés dans des pièges électro-optiques. Les principaux résultats scientifiques du réseau sont: la mise en évidence d'une cohérence et d'une condensation macroscopiques des excitons, y compris dans les pièges électrostatiques; la mise en évidence d'une transition de phase contrôlée de façon géométrique et d'une transition de spin contrôlée par polarisation dans les condensats exciton-polariton, ouvrant la voie à une nouvelle gamme d'appareils; et le développement d'un transistor excitonique contrôlé de manière optique. Ces résultats constituent une avancée majeure dans le domaine de l'excitonique. En plus de leurs travaux théoriques et expérimentaux sur les excitons, les participants au projet INDEX ont aussi consacré leurs efforts à la conception de dispositifs excitoniques. La concrétisation des objectifs de R&D du projet INDEX renforcera notablement la compétitivité de l'Europe dans l'un des nouveaux domaines techniques les plus prometteurs.
Mots‑clés
Excitons indirects, semi-conducteurs, microcavités, polaritons, INDEX
