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28 août 2018
Boîtes quantiques de graphène : de nouveaux émetteurs quantiques à température ambiante
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Boîtes quantiques de graphène : de nouveaux émetteurs quantiques à température ambiante

Boîte quantique de graphène composée de 96 atomes de carbone émettant des photons individuels. Cette propriété est démontrée par la valeur proche de zéro au temps nul de la fonction d’auto-corrélation (g(2)(t))

Le graphène est un matériau fascinant par bien des aspects. Néanmoins, l’absence de bande interdite est une limitation importante pour les applications optoélectroniques. Ceci explique l’engouement actuel pour le développement de matériaux semi-conducteurs possédant une structure compatible avec le réseau hexagonal du graphène. Dans ce contexte, les nanorubans et les boîtes quantiques de graphène sont particulièrement attractifs, étant donné qu’en théorie, leurs propriétés sont accordables par le design de leur taille, de leur forme et de la nature de leurs bords.

Dans une étude récente, des équipes du LAC et du LICSEN, en collaboration avec le LPA et le Max Planck Institute (Mainz), ont mis en évidence qu’il est possible d’accéder aux propriétés intrinsèques de boîtes quantiques de graphène composées de 96 atomes de carbone. En particulier, ils ont montré que ces objets émettent des photons individuels avec une grande pureté, une grande brillance et une bonne photostabilité. Une étude détaillée de la photophysique de ce système met notamment en évidence la présence d’un niveau triplet. Néanmoins, son court temps de vie et le faible rapport de branchement expliquent que la brillance de l’objet est peu affectée. Ces résultats représentent une première étape dans l’utilisation d’une ingénierie chimique pour le design de nouveaux émetteurs quantiques à base de graphène.

Ces travaux, publiés dans Nature Communications, ont été menés dans le cadre du projet PONG.

Référence: S. Zhao et al, Nature Communications 9, 3470 (2018)

Contact NanoSaclay: Jean-Sébastien Lauret, LAC

Collaborations:

 

Maj : 28/08/2018 (191)

 

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