J. Phys. IV France 119 (2004) 165–166  EDP Sciences, Les Ulis DOI: 10.1051/jp4:2004119039 Boîtes quantiques II-VI comme sources de photons uniques C. Couteau 1 , S. Moehl 2 , F. Tinjod 2 , J. Suffczynski 3 , R. Romestain 1 , J.-C. Vial 1 , J.-M. Gérard 2 , K. Kheng 2 et J.-P. Poizat 1 1 CEA-CNRS-UJF Groupe Nanophysique et Semiconducteurs, Laboratoire de Spectrométrie Physique, CNRS UMR 5588, Université Joseph Fourier-Grenoble I, 140 avenue de la Physique, 38402 Saint-Martin d’Hères, France e-mail :ccouteau@spectro.ujf-grenoble.fr 2 CEA-CNRS-UJF Groupe Nanophysique et Semiconducteurs, CEA-Grenoble, Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée/SP2M, 17 avenue des Martyrs, 38054 Grenoble, France e-mail : moehl@drfmc.ceng.cea.fr 3 Institute of Experimental Physics, Warsaw University, Hoÿza 69, 00-681 Warsaw, Poland Abstract. Dans le cadre de l’information et de la communication quantique, la nécessité d’avoir des photons uniques monomodes et à la demande se révèle cruciale. De récents travaux théoriques ont montré la possibilité de réaliser des portes logiques quantiques n’utilisant que de l’optique linéaire. C’est dans ce contexte que s’insère notre travail sur l’élaboration et l’utilisation de boîtes quantiques semi-conductrices II-VI comme « pistolet » à photons. Des expériences de dégroupement et d’interférences à 2 photons sont les premiers pas nécessaires pour caractériser notre source. La dernière décennie a vu l’émergence d’un nouveau genre de physique que l’on pourrait regrouper sous le cadre général de l’information quantique et qui a des implications aussi bien fondamentales, comme l’algorithme quantique, que pratiques, comme la cryptographie quantique [1]. Récemment, Knill et al ont montré théoriquement la possibilité de réaliser un ordinateur quantique n’utilisant que de l’optique linéaire [2]. Pour cela, l’un des éléments majeurs du cahier des charges est de pouvoir fournir des photons monomode sur demande. Pour de telles sources, plusieurs candidats ont été envisagés dans divers groupes dans le monde, toutefois l’emploi de boîtes quantiques semi-conductrices reste des plus prometteurs. En effet, ces « gouttes » de matière semi-conductrice de taille nanométrique révèlent des propriétés très similaires à celles d’un atome. Le confinement spatial de paires électron-trou, appelées excitons, dans ces îlots conduit à la discrétisation des niveaux d’énergies dans ces boîtes. Nos échantillons sont réalisés par croissance en épitaxie par jets moléculaires et sont faits de CdTe dans des barrières de Zn(Mg)Te. La formation de ces boîtes est obtenue par une méthode originale consistant à changer l’énergie de surface de la couche contrainte métastable CdTe par dépôt de Te amorphe [3]. Le dépôt d’un masque d’aluminium de 100 nm d’épaisseur sur la surface avec des trous carrés pouvant varier de 0.2 à 10 μm nous permet de ne sélectionner que quelques boîtes voire parfois une seule. La Fig. 1 montre un spectre typique de boîte isolée avec la présence dans ce cas précis de la raie du biexciton. 1,910 1,915 1,920 1,925 BQ CdTe/Zn 0.8 Mg 0.2 Te biexciton exciton Intensité PL (u.a.) Energie (eV) Figure 1. Spectre de microphotoluminescence d’une boîte quantique unique de CdTe/Zn0.8Mg0.2Te.