Lasers à spin basés sur la sélectivité de spin induite par la chiralité – ChiralSpinLaser

Les lasers à spin utilisant la modulation de polarisation circulaire suscitent actuellement un vif intérêt en raison de leur fort potentiel pour les télécom optiques. Le laser à spin possède deux avantages uniques. Même avec une faible polarisation de spin des électrons (2 à 3 %), ce dernier peut émettre une polarisation circulaire presque complète agissant ainsi comme un amplificateur de spin. Le second avantage est la réduction du courant de seuil de près de moitié de celui d'un laser "classique". Ces fonctionnalités peuvent être obtenues en intégrant un injecteur magnétique dans une cavité optique pour l’injection de spin dans un milieu à gain semi-conducteur, dans un laser à émission de surface à cavité verticale (VCSEL) ou un laser à émission de surface à cavité externe verticale (VECSEL). Cependant, en raison de l'absorption optique du métal, la conception du V(E)CSEL à spin, y compris la longueur d'onde et la distance entre surface et région active, devient critique. Dans ce projet, nous allons explorer un nouveau type d'injecteur avec une pérovskite hybride organique-inorganique (OIHP) chirale. Grâce à la sélectivité de spin induite par la chiralité (CISS), les porteurs traversant la couche OIHP peuvent produire une forte polarisation. Les avantages de ce type de matériaux sont 1) une forte efficacité d'injection de spin (>80% avec une épaisseur de 30nm); 2) une transparence optique à la longueur d'onde de V(E)CSEL avec un gap autour de 2eV; 3) une polarisation CISS. Les 3 objectifs de ce projet sont 1) l'évaluation électrique de l'injection de spin dans GaAs avec la couche CISS; 2) le développement de spin-LED et de photodiode CISS; 3) la démonstration de la fonction VECSEL de spin avec injecteur CISS. La réussite du projet permettra de proposer de nouveaux dispositifs optiques à spin utilisant les OIHP en vue de diverses applications comme la communication quantique, le traitement de l'information optique et les sciences biologiques.