[News] Une source de photons uniques détecte le mouvement d’un oscillateur

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Redbran
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[News] Une source de photons uniques détecte le mouvement d’un oscillateur

Message par Redbran » 16/08/2017 - 23:00:33


© CEA
Des chercheurs ont réussi à coupler une boîte quantique semi-conductrice et un fil vibrant. La boîte quantique permet alors de détecter les vibrations mécaniques du fil avec une très grande sensibilité. Ces travaux, fruits d'une collaboration entre l'Université de Bâle et l'Inac, ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de capteurs originaux et pour des études fondamentales.

Une boîte quantique est une nanostructure semi-conductrice (de dimension typique de dix nanomètres), dont les propriétés optiques sont similaires à celles d'un atome. Cette nanostructure est habituellement exploitée pour des études d'optique quantique, en particulier pour générer des impulsions lumineuses contenant exactement un photon. Elle permet ici de sonder finement le mouvement d'un oscillateur mécanique.

Pour ce faire, la boîte est directement intégrée à la base de l'oscillateur, un fil vertical haut de dix micromètres. Lorsque ce dernier vibre, la boîte est soumise à une déformation oscillante, qui module l'écart entre ses niveaux d'énergie et donc la couleur des photons qu'elle émet. En mesurant précisément ces variations en spectroscopie optique, il est possible de résoudre les vibrations thermiques de différents modes mécaniques du fil à température cryogénique, soit des amplitudes de vibration de l'ordre de la centaine de femtomètres (10-13 m).

Ces résultats ouvrent la voie au développement de nouveaux capteurs. De plus, comme le couplage entre la boîte quantique et le fil fonctionne dans les deux sens, la boîte quantique est capable de mettre en mouvement l'oscillateur, un objet pourtant mille fois plus grand qu'elle !

Références publication:
?Resonant driving of a single photon emitter embedded in a mechanical oscillator, Nat. Comm.

Source: CEA

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