Field-Induced Modulation of Single-Exciton Emission in ZnSe:Te₂ Under Resonant and Non Resonant Excitation

L'avènement de l'information quantique incite au déploiement d'un réseau de télécommunication quantique permettant de connecter différents agents distants (tels des ordinateurs) entre eux, une technologie garantissant une sécurité absolue des communications. Les photons, en raison de la robustesse de leurs états quantiques et de leur grande vitesse de propagation, sont des candidats de choix à la transmission de l'information quantique sur de longues distances. Ainsi, la mise au point d'interfaces convertissant les degrés de liberté quantiques d'un photon en des équivalents matériels (et vice versa) est cruciale pour l'implantation d'un tel réseau. Ces dispositifs, nommés qubits contrôlés optiquement (QCO), doivent entre autres idéalement présenter une grande vitesse d'opération, être identiques, posséder un long temps de cohérence et interagir fortement avec la lumière. Dans le cadre de ces travaux, nous avons étudié les propriétés d'émission sous excitation résonante et non résonante (NR) d'excitons liés à des molécules de tellure dans le séléniure de zinc (ZnSe:Te₂). Ces défauts atomiques de symétrie C₂ᵥ, dont la configuration dans le réseau cristallin est bien définie, sont d'intéressants potentiels QCO en raison de leur comportement de pseudo-accepteurs leur permettant de capturer un trou unique, un exciton, un trion positif ou un biexciton. Puisque le trou est fortement localisé sur le défaut, interagissant ainsi avec peu de spins nucléaires, que sa fonction d'onde possède un noeud à la position des noyaux et que le Te et le matériau hôte ont une faible concentration naturelle de spins nucléaires, les mécanismes de décohérence dus à l'interaction hyperfine sont présumés de moindre importance que dans les systèmes basés sur les semiconducteurs III-V tels les boîtes quantiques et les centres isoélectroniques dans l'arséniure de gallium (GaAs) et dans le phosphure de gallium (GaP). Deux séries de mesures ont été réalisées sur des excitons uniques liés à des molécules de Te₂ dans le but d'évaluer leur performance en tant que QCO: une mesure de photoluminescence-excitation (PLE) et une mesure d'excitation résonante. En premier lieu, la PLE visait à caractériser les mécanismes de transfert entre un exciton lié et des états de plus haute énergie, ainsi qu'à identifier comment ces derniers, en particulier ceux impliquant les états excités de l'exciton, pourraient être exploités dans le cadre de protocoles de contrôle.