laboratoire pierre aigrain
électronique et photonique quantiques
 
laboratoire pierre aigrain
 

Seminaire, 20 Janvier 2014

Pierre GILLIOT (IPCMS, Strasbourg)
Photo-génération de porteurs et cohérence excitonique dans des nanotubes de carbone

Les propriétés optiques des nanotubes de carbone sont connues pour être
fortement influencées par la formation d’excitons qui sont des états liés
d’électron et de trou. Leurs énergies de liaison, autour de plusieurs
centaines de milli-électron-Volt, sont d’un ordre de grandeur plus élevées
que dans les composés semi-conducteurs inorganiques. Ce comportement est dû
à l’augmentation des effets de l’interaction de Coulomb dans des systèmes
unidimensionnels. Cela se traduit également par des processus tels que la
forte réduction du temps de vie des excitons par annihilation
exciton-exciton.

Nous présenterons les expériences que nous avons réalisées à l’IPCMS à
Strasbourg en spectroscopie résolue en temps sur des nanotubes mono-paroi.
Nous donnerons tout d’abord un aperçu des résultats obtenus sur la formation
de complexes excitoniques tels que les biexcitons et les trions (excitons
ionisés). Nous présenterons ensuite le schéma que nous pouvons déduire de
nos observations sur la photo-génération de porteurs qui trouve son origine
dans les collisions exciton-exciton. En partant des données sur la dynamique
de recombinaison excitonique, nous montrerons enfin que les excitons ont une
longueur de cohérence finie et que les nanotubes montrent les propriétés
optiques de nanostructures dont la dimensionnalité est à mi-chemin entre des
boîtes quantique à zéro dimension et des systèmes infinis à une dimension.