Contrôle d’émetteurs quantiques par nano-antennes en silicium

Le couple de nanoantennes de Si avec un faisceau optique vectoriel polarisé azimutalement ou radialement permet de contrôler dans l'espace l'émission dipolaire électrique et magnétique d'émetteurs quantiques à base d'ions terre rare.

L’émission de lumière par des ions europium (Eu3+) placés à proximité de nano-antennes optiquement résonnantes est généralement contrôlée en adaptant la densité locale d’états photoniques (LDOS). Nous montrons que la polarisation et la forme du faisceau d’excitation peuvent également être utilisées pour manipuler l’émission de lumière, car un faisceau vectoriel cylindrique polarisé azimutalement ou radialement permet de façonner spatialement les champs électriques et magnétiques, en plus de l’effet des nanorings de silicium (Si-NR) utilisés comme nanoantennes.
Les ions terres rares (e.g. Eu3+) sont de bons émetteurs quantiques qui, en outre, ont une émission de lumière activée par transition électrique ou magnétique. Ils sont donc de parfaits candidats pour démontrer l’effet recherché. Nos résultats montrent qu’il pourrait être possible de contrôler dans l’espace l’émission dipolaire électrique et magnétique des ions.

 

Contact : Bruno Masenelli

 

Référence : collaboration CEMES/ICB/LAAS/CEALETI/ILM/INL dans le cadre du projet ANR Hilight (ANR-19-CE24-0020-01) – https://doi.org/10.1038/s41377-023-01229-9
Communiqué de presse CNRS

 

INL CNRS
Photoluminescence d'une couche mince dopée à l'Eu3+ sur un nanoréseau de silicium contrôlée par un faisceau vectoriel cylindrique à polarisation radiale ou azimutale
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