Une nouvelle spectroscopie pour résoudre les états de spin dans les boîtes quantiques de GaAs/AlAs

La génération à la demande de photons intriqués est une réalisation essentielle conduisant à des applications importantes pour les technologies quantiques. Dans les boîtes quantiques semiconductrices (BQ), la cascade radiative biexciton-exciton est alors utilisée avec succès. L’excitation résonante à deux photons (ER2P), préparant l’état biexcitonique de manière cohérente, améliore grandement la production des paires de photons intriqués et indiscernables.

Des membres de l’INSP ont trouvé une utilisation inédite de cette technique (ER2P) pour sonder de manière résonante les propriétés de spin d’états biexcitoniques excités – impossibles à détecter par des techniques plus conventionnelles – où les deux paires électron-trou (e-t) occupent des niveaux orbitaux différents.

(a) Schéma de niveaux représentant l’excitation résonante à  2 photons entre l’exciton et le biexciton. La représentation de ces quasi-particules est sous deux formes : la représentation « conduction-valence » R_c-v et la représentation « atomique » R_atom. 

(b) Spectre de luminescence montrant la réalisation expérimentale de l’excitation résonante à 2 ph. L’insert agrandit la luminescence issue des niveaux excités p_c-p_v, ou l’on voit apparaître le doublet. 

(c) Intensité de luminescence d’un des états triplets en fonction de l’énergie du laser.