Nanophotonique et optique quantique – Nano-émetteurs couplés


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Equipe

  • Membres permanents : Laurent Coolen
  • Doctorants : Zakarya Ouzit (thèse soutenue le 18/10/23), Guillaume Baillard
  • Thibaud Henry (IPCM, doctorant visiteur)

 

Notre groupe possède une longue expérience dans l’analyse des propriétés de rayonnement des nano-émetteurs quantiques individuels par microscopie de fluorescence, comme la polarisation ou de diagramme directionnel de rayonnement. Nous avons maintenant porté notre attention sur les phénomènes collectifs au sein d’assemblages contrôlés d’émetteurs. Les émetteurs situés à quelques nanomètres les uns des autres présentent de nombreux mécanismes d’interaction collective potentiels qui doivent être compris pour les applications optoélectroniques : mécaniques (contrainte induite par un ligand), électroniques (transfert de charge, couplage dipôle-dipôle), optiques (effet laser, superradiance)… Nous avons récemment montré que les plaquettes auto-assemblées présentent un transfert de Förster très rapide (picoseconde), de sorte que les excitons peuvent se diffuser sur 500 nm dans une chaîne de plaquettes [1]. Ceci entraîne un comportement collectif de la chaîne de plaquettes, marqué notamment par une intermittence collective de l’émission [3].

 

Figure : diffusion FRET d’excitons le long d’une chaîne auto-assemblée de nanoplaquettes.

 

Collaborations

  • Benjamin Abécassis, ENS de Lyon (chaînes de nanoplaquettes)
  • Benoît Mahler, Institut Lumière-Matière, Lyon (synthèse nanoplaquettes)
  • Benoît Fleury, IPCM, Sorbonne Université (assemblages chiraux)
  • Tommaso Roscilde, ENS de Lyon (théorie systèmes quantiques à N corps)

 

Publications

  • [1] Jiawen Liu, Lilian Guillemeney, Benjamin Abecassis, Laurent Coolen. Long Range Energy Transfer in Self-Assembled Stacks of Semiconducting Nanoplatelets. Nano Letters 20, 3465 (2020). ⟨1021/acs.nanolett.0c00376⟩. ⟨hal-02565031⟩
  • [2] Jiawen Liu, Lilian Guillemeney, Arnaud Choux, Agnès Maitre, Benjamin Abécassis, et Laurent Coolen. Fourier-imaging of single self-assembled CdSe nanoplatelet chains and clusters reveals out-of-plane dipole contribution. ACS photonics, 7, 2825 (2020). ⟨1021/acsphotonics.0c01066⟩. ⟨hal-02975054⟩
  • [3] Zakarya Ouzit, Jiawen Liu, Juan Pintor, Benoît Wagnon, Lilian Guillemeney, Benjamin Abécassis et Laurent Coolen, FRET-mediated collective blinking of self-assembled stacks of CdSe semiconducting nanoplatelets, ACS Photonics 10, 421 (2023). (1021/acsphotonics.2c01441) (hal-04002582)
  • [4] Zakarya Ouzit, Guillaume Baillard, Jiawen Liu, Benoît Wagnon, Lilian Guillemeney, Benjamin Abécassis et Laurent Coolen, Luminescence dynamics of single self-assembled chains of Förster(FRET)-coupled CdSe nanoplatelets, J. Phys. Chem. Lett. 14, 6209 (2023). (1021/acsphotonics.0c01066) (hal-04149075)