Membres
- Permanents : Emmanuel Lhuillier, Yoann Prado
- Doctorant.e.s : Audrey Chu, Adrien Khalili, Huu Tung Dang
Conception du couplage de matière légère pour obtenir une absorption et une mise en forme spectrale élevées
Un point central dans la conception d’un capteur infrarouge à base de nanocristaux est le compromis entre l’absorption et le transport de charge. L‘Absorption pousse vers le film épais (1 µm et plus) mais ceci est incompatible avec la courte longueur de diffusion des porteurs résultant du transport par sauts. En intégrant un résonateur plasmonique, tel qu’un résonateur à mode guidé, nous sommes en mesure de focaliser la lumière sur une couche fine de semi-conducteur et d’obtenir une absorption proche de 1. Cette stratégie peut également être utilisée pour générer des spectres d’absorption à façon ou pour offrir une accordabilité spectrale au-delà du confinement quantique du matériau.
Figure 1 : A gauche : Spectre d’un capteur à base de nanocristaux avec et sans résonateur à mode guidé pour améliorer son absorption. A droite : schéma du dispositif.
Cette tâche a porté sur la conception et la simulation électromagnétique pour laquelle nous bénéficions d’une forte collaboration avec l’Onera (G Vincent) et le LPENS (A. vasanelli).
Figure 2 : A Gauche, spectre d’absorption d’un film de nanocristal de PBS couplé à un résonateur le long des deux polarisations. A droite, comparaison des spectres d’absorption pour un dispositif non résonant et un avec un résonateur de mode guidé.
Cette tâche repose également sur la micro et la nanofabrication. Pour cela nous bénéficions de la salle blanche de l’INSP ainsi que de celles du consortium Paris centre. Vous trouverez ci-dessous un schéma du dispositif pour obtenir une absorption exaltée grâce à l’introduction d’un résonateur en mode guidé.
Figure 3 : fabrication de dispositif avec et sans résonateur.
Collaborations
- Onera – Greogory Vincent
- LPENS – A. Vasanelli
Financements
- ERC BlackQD
- Project ANR-DGA NITQuantum
- ANR Copin and Frontal
Thèmes transverses
Publications
- Audrey Chu, Charlie Gréboval, Nicolas Goubet, Bertille Martinez, Clément Livache, et al.. Near Unity Absorption in Nanocrystal Based Short Wave Infrared Photodetectors using Guided Mode Resonators. ACS photonics, American Chemical Society,, 2019, ⟨10.1021/acsphotonics.9b01015⟩. ⟨hal-02281355⟩
- Prachi Rastogi, Audrey Chu, Charlie Gréboval, Junling Qu, Ulrich Nguétchuissi Noumbé, et al.. Pushing absorption of perovskite nanocrystals into the infrared. Nano Letters, American Chemical Society, 2020, 20 (5), pp.3999-4006. ⟨10.1021/acs.nanolett.0c01302⟩. ⟨hal-02542043⟩
- Prachi Rastogi, Audrey Chu, Tung Huu Dang, Yoann Prado, Charlie Gréboval, et al.. Complex Optical Index of HgTe Nanocrystal Infrared Thin Films and Its Use for Short Wave Infrared Photodiode Design. Advanced Optical Materials, Wiley, 2021, pp.2002066. ⟨10.1002/adom.202002066⟩. ⟨hal-03161581⟩
