L’équipe « Cristaux et Dynamique des Etats Quantiques » de Chimie ParisTech a récemment publié dans le journal Nanophotonics à l’occasion du numéro spécial sur l’année des sciences et des technologies quantiques, intitulé : Quantum Light : creation, integration, and applications
Les auteurs :
- Diana SERRANO
- Nao HARADA
- Romain BACHELET
- Anna BLIN
- Alban FERRIER
- Alexey TIRANOV
- Tian ZHONG
- Philippe GOLDNER
- Alexandre TALLAIRE.
Les films minces offrent un confinement à l’échelle nanométrique tout en restant compatibles avec les architectures photoniques et micro-ondes, ce qui en fait d’excellents candidats pour les dispositifs quantiques à l’échelle de la puce. Dans cette étude, nous présentons une méthode de fabrication de couches minces qui permet la croissance épitaxiale de Y₂O₃ dopé à l’Eu³⁺ sur du silicium. Notre approche intègre deux techniques de pointe pour le dépôt de couches minces : le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et l’épitaxie par faisceaux moléculaires (MBE). Nous démontrons des largeurs de raies optiques homogènes inférieures au mégahertz pour les dopants Eu³⁺ dans le film à des températures allant jusqu’à 8 K, avec une valeur minimale de 270 kHz. Cela représente une amélioration décuplée par rapport aux rapports précédents sur le même matériau, ouvrant la voie à des dispositifs quantiques évolutifs et compacts incorporant des ions de terres rares.
© Diana Serrano
Caption: Plateforme à base de couches minces pour les technologies quantiques, composée d’une couche active de Y₂O₃:Eu³⁺ et d’une couche intermédiaire de Gd₂O₃. Des études de spectroscopie optique avancée révèlent une largeur de raie homogène inférieure au MHz, mesurée à l’aide de la technique de combustion spectrale des trous, correspondant à des durées de vie des états quantiques de l’ordre de la microseconde.