Résonateurs optiques verticaux pour le contrôle de l’émission de lumière dans les alliages de GeSn

Les alliages de germanium et d’étain présentent la particularité remarquable pour des semiconducteurs de la colonne IV d’avoir une bande interdite directe, conférant à ces derniers des fonctionnalités optoélectroniques connues pour les familles des composés III V ou II VI, et sont de surcroît intégrables dans des filières CMOS. Un gain optique significatif est démontré dans le GeSn massif, avec à la clef de nombreuses démonstrations de l’effet laser ces dernières années dans des dispositifs où le retour optique s’assure dans le plan de l’échantillon (gamme 2-5 µm).

Dans ces configurations géométriques l’émission stimulée des photons n’est cependant pas captée efficacement par les moyens expérimentaux classiques. Nous proposons un travail double. Il s’agira :

• d’une part de dimensionner des cavités verticales dans lesquelles le milieu à gain optique se retrouve inséré entre deux miroirs horizontaux,
• puis de les fabriquer et d’étudier sur banc de caractérisation les résonances optiques pour aller vers une émission laser hors du plan.

En parallèle, nous explorerons la croissance de boîtes quantiques de GeSn sur silicium par épitaxie par jet moléculaire (étude de la croissance cristalline et des états électroniques). Ces nouveaux objets pour cette classe d’alliage auraient le potentiel de permettre une émission aux longueurs d’onde télécom et ouvriraient également la voie à plus long terme à l’étude des propriétés d’émission d’objets uniques insérés ou non dans une cavité.

Formation Requise: Master 2

Durée: 6 mois

Début: A partir du 1^er février 2021

Contact: nicolas.pauc@cea.fr

Laboratoire d’accueil:

Laboratoire Pheliqs –Quantum Physics and Engineering (CEA/IRIG/Pheliqs )

17 avenue  des martyrs

38054 GRENOBLE cedex 9

Facebook

Twitter