Génération de rayonnement Téra-Hertz dans des microcavités semiconductrices – TeraMicroCav

Le but du projet est d’étudier le potentiel des microcavités semiconductrices comme émetteurs et détecteurs de rayonnement THz. La statistique bosonique des polaritons permet d'envisager la génération efficace de rayonnement THz dans le régime de laser à polaritons, bien connu et maîtrisé par les 3 partenaires du projet (LPA, LKB, LPN). Les états polaritoniques mis en jeu sont séparés en énergie de quelques meV (i.e. dans la gamme THz). Si les transitions THz entre les branches de polariton sont normalement exclues par les règles de sélection, différentes propositions théoriques ouvrent la voie à l’ingénierie de la structure de bande pour lever l’interdiction et autoriser l’émission et l'absorption de photons THz.
L’objectif final du projet est donc la réalisation de générateurs et de détecteurs THz à bande étroite, très sensibles, rapides et accordables, dans des géométries compactes et compatibles avec la technologie des semiconducteurs. Nous étudierons aussi, avec des schémas similaires, la possibilité de générer à l’aide de ces microcavités semiconductrices de l’émission THz en utilisant le régime de stimulation bosonique (laser à polaritons).
Différentes stratégies proposées par la théorie pour rendre possible les transitions THz radiatives seront mises en œuvre grâce à la réalisation d’une nouvelle classe de microcavités semiconductrices et micropiliers. Ces structures seront étudiées dans le domaine optique et THz en utilisant des méthodes bien maitrisés par les trois partenaires :
- le LPA apportera son expertise son équipement expérimental dans le domaine de la spectroscopie optique et THZ, ainsi que dans la théorie
- le LKB apportera son expertise et son équipement expérimental pour l’étude optique des polaritons en régime d’excitation non-linéaire et à deux-photons
- le LPN apportera son savoir-faire dans la fabrication des échantillons et son expertise dans le régime des lasers à polaritons.