Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
C’est une évidence, les micro-nanotechnologies ont révolutionné l’optique et l’optoélectronique. La naissance de la nanophotonique, qui désigne le domaine des champs optiques aux échelles sub-longueurs d’onde, le prouve bien, l’utilisation du champ évanescent d’une source optique permettant de repousser les limites de résolution imposée par la diffraction de la lumière. La précision de fabrication de ces composants ultimes atteint réellement le nanomètre, et les techniques instrumentales d’analyse et de manipulation ont elles aussi évolué. Même si les télécommunications optiques restent l'un des moteurs principaux en termes d'innovation, une véritable synergie s'est créée entre la nanophotonique, la nanoélectronique et la biologie.
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Auteur(s)
INTRODUCTION
Le terme de nano-optique et, plus couramment, celui de nanophotonique désignent un domaine de recherche très actif où l'on cherche à maîtriser et façonner les champs optiques aux échelles sub-longueur d'onde pour réaliser de nouveaux composants optiques ou optoélectroniques. Les principales retombées attendues concernent les télécommunications optiques, les systèmes de visualisation, l'imagerie biomédicale ainsi que les interconnexions optiques à la frontière entre les circuits électroniques et l'optique. Il est important de souligner que, si la nanophotonique bénéficie des micro-nanotechnologies, elle est aussi en retour un puissant moteur de leur développement. C'est en particulier l'un des aspects que nous tentons d'illustrer dans ce dossier.
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La nanophotonique influence le champ des nanotechnologies
En anglais
2. Les micro-nanotechnologies qui révolutionnent l'optique et l'optoélectronique
2.1 Structures quantiques et auto-organisation
Au cours des années 1980-1990, le développement de techniques de croissance de semi-conducteurs III-V sur substrats GaAs ou InP telles que l'épitaxie par jets moléculaires (en anglais MBE) ou le dépôt d'organo-métalliques en phase vapeur (en anglais MOCVD) ont permis d'atteindre des précisions de dépôt voisines de l'épaisseur d'une couche moléculaire (≈ 0,2 nm) . Il a alors été possible de réaliser des hétérostructures semi-conductrices où les porteurs de charge (électrons et trous) étaient confinés dans le plan des couches, lesquelles constituaient des puits de potentiel étroits avec création de sous-bandes d'énergie électronique au sein des bandes de conduction et de valence. Ces structures à puits quantiques (figure 1a) ont véritablement révolutionné le monde des composants optoélectroniques, et plus particulièrement celui des diodes lasers dont les densités de courant au seuil ont pu être abaissées jusqu'à des valeurs inférieures à 40 A · cm–2 . La maîtrise de la croissance de couches ultraminces a aussi, presque dans le même temps, levé la condition d'adaptation de maille cristalline. En effet, des épaisseurs de quelques nanomètres des puits quantiques se situent souvent en deçà des épaisseurs critiques de dislocation lorsque la désadaptation de maille avec le substrat est de l'ordre de un à deux pourcent. Autrement dit, les couches constituant les hétérostructures, puits et/ou barrières, peuvent se retrouver sous contrainte sans pour autant être disloquées....
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - LOURTIOZ (J.-M.) - Cristaux photoniques et « gaps » de photons : Aspects fondamentaux. - Article [AF 3 710], Techniques de l'Ingénieur (2004).
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(2) - LOURTIOZ (J.-M.) - Cristaux photoniques et « gaps » de photons : Propriétés et Applications. - Article [AF 3 711], Techniques de l'Ingénieur (2004).
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(3) - DE FORNEL (F.) - Evanescent waves : from Newtonian to Atomic Optics. - Série « Optical Sciences », Springer Verlag, Heidelberg (2001).
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(4) - EBBESEN (T.W.), LEZEC (H.J.), GHAEMI (H.F.), THIO (T.), WOLF (P.A.) - Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays. - Nature, 391, p. 667-669 (1998).
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(5) - GÉRARD (J.-M.) - Solid-state cavity quantum electrodynamics with quantum dots, dans MICHLER (P.) dir. Single quantum dots : Fundamental, Applications and Novel Concepts. - Topics of Applied Physics 90, Springer, Heidelberg (2003).
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