Laboratoire Kastler Brossel

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Vers des dispositifs optoélectroniques à polaritons

Le développement de dispositifs optoélectroniques intégrés de plus en plus performants est un enjeu crucial pour les technologies de l’information. En particulier la réalisation d’interrupteurs et de portes logiques est à la base des futurs circuits logiques intégrés. De plus, si ces opérations logiques sont effectuées grâce à une configuration tout-optique, le traitement de l’information peut atteindre des taux bien plus élevés que dans les circuits électroniques standard.

En collaboration avec un groupe théorique de l’Université de Southampton, l’équipe « Optique Quantique dans les semiconducteurs » du laboratoire Kastler Brossel a réalisé un nouveau type d’interrupteur de spin et une porte logique contrôlés optiquement dans une microcavité semiconductrice. Les unités d’information sont codées dans l’état de polarisation du faisceau excitateur et du faisceau émis. Le principe de fonctionnement de ces dispositifs se base sur la spécificité des interactions non linéaires polariton-polariton qui sont fortement dépendantes de l’état de spin.

Ces résultats ouvrent la voie au développement de dispositifs logiques de spin intégrés ultrarapides (THz) à très faible seuil.


Tiré de News&Views, Nature Photonics, 4, 345 (2010)

Principe de fonctionnement de l’interrupteur polaritonique de spin : l’état de polarisation du faisceau de contrôle (C), localisé dans une petite région, détermine l’état final de l’interrupteur dans toute la surface occupée par le faisceau pompe (H). La flèche indique la direction de propagation des polaritons.