Groupe d'Etude des Semiconducteurs - UMR5650

Le Labortoire Charles Coulomb ouvre son site Web

2011-01-06T14:34:06Z

Le Laboratoire de Physique Charles Coulomb UMR 5221 CNRS-UM2 (Montpellier), créé au 1er Janvier 2011, est une Unité Mixte de Recherche (UMR) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l'Université Montpellier 2 (UM2).

Il résulte de la fusion du Laboratoire des Colloïdes, Verres et Nanomatériaux UMR 5587 (LCVN), du Groupe d'Etude des Semiconducteurs UMR 5650 (GES) et du groupe de Physique Théorique du Laboratoire de Physique Théorique et Astroparticules UMR 5207 (LPTA).

Le L2C a l'Institut de Physique (INP) du CNRS comme Institut principal et l'Institut de Chimie (INC), l'Institut des Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes (INSIS) et l'Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (IN2P3) comme instituts secondaires.

Il est organisé en trois départements :

Colloïdes, Verres et Nanomatériaux (CVN)
Semiconducteurs, Matériaux et Capteurs (SMC)
Physique théorique (PT)

Le L2C est piloté par son directeur : Jean Louis SAUVAJOL et ses trois directeurs adjoints, qui assurent également la direction des départements : Olivier BRIOT (SMC), Christian LIGOURE (CVN) et Vladimir LORMAN (PT) avec trois directeurs adjoints de département : David CASSAGNE (SMC), Luca CIPELLETTI (CVN) et Philippe ROCHE (PT).

Dès à présent vous pouvez vous rendre sur le site du Laboratoire de Physique Charles Coulomb (L2C) - Montpellier

Génération et détection optique d'ondes de spin dans les puits quantiques CdMnTe dopés n

2010-12-13T14:06:47Z

Thèse soutenue le 13 décembre 2010 par Philippe Barate, équipe Dynamique de spin du GES sous la direction de D. Scalbert.

Cette thèse présente une étude sur les ondes de spin de vecteur d'onde nul par le moyen de la rotation Kerr résolue en temps. Les ondes de spin sont générées dans un puits quantique CdMnTe dopé n, ce qui introduit de la complexité dans le système. Le résultat principal de cette étude est l'apparition d'un anticroisement du mode d'excitation du gaz d'électrons appelé onde de spin et du mode d'excitation des spins localisés sur les sites des ions magnétiques. Cet effet est provoqué par le couplage des deux systèmes de spin par l'interaction d'échange. On accède alors à la mesure de la polarisation du gaz bidimensionnel d'électrons qui ce compare très bien à la théorie tenant compte de l'augmentation de la polarisation par les effets à N-corps. Une partie de cette thèse est consacrée à la mise en place expérimentale de la rotation Kerr résolue en temps. On étudie ensuite l'onde de spin pour les champs magnétiques hors résonance. On montre que le temps de relaxation de l'onde n'est pas encore complètement compris, même si nous décrivons un modèle de relaxation inhomogène. Puis nous étudions finalement la résonance où nous montrons que la description habituelle en champs moyen ne convient pas, et nous proposons un modèle au delà de cette approximation qui permet une mesure de la polarisation du gaz bidimensionnel d'électrons en accord semi-qualitatif avec la théorie.

Étude des propriétés ferromagnétiques de structures à base de GaMnAs dédiées à l'électronique de spin

2010-12-13T13:56:28Z

Thèse soutenue le 10 décembre 2010 par Souleymane Kamara, doctorant, équipe Magnétotransport du GES sous la direction et la co-direction de S. CHARAR et F. TERKI.

À la fois semi-conducteur et ferromagnétique, le Ga1-xMnxAs offre des potentialités intéressantes pour l'électronique de spin. Cette double propriété est due à l'interaction d'échange entre les spins localisés des atomes de manganèse Mn et les spins des porteurs de charge. Le travail présenté dans cette thèse est centré sur le contrôle de l'aimantation de ces structures magnétiques. Une étude expérimentale, comparative et détaillée, de l'anisotropie magnétique a été menée sur deux séries d'échantillons. Par ailleurs, une méthode d'analyse basée sur l'étude de la densité d'énergie libre magnétocristalline des systèmes observés a été développée en vue de confronter les résultats aux prédictions théoriques. Les mesures d'effet Hall et d'aimantation par SQUID sur des monocouches à aimantation planaire ont permis de mettre en évidence deux types d'anisotropie : une anisotropie cubique pour T < TC/2 avec un retournement d'aimantation par sauts de 90°, et une anisotropie uniaxiale pour des températures TC/2 < T < TC avec un renversement d'aimantation à 180°. La technique du recuit post-croissance réduit cependant l'anisotropie cubique au profit de l'anisotropie uniaxiale. Les structures à aimantation perpendiculaire présentent, quant à elles, un retournement d'aimantation à 180° pour toutes les températures T < TC. Par conséquent, dans ces dispositifs, l'anisotropie magnétique est fortement uniaxiale. En dernier lieu, cette étude porte sur la dynamique des domaines magnétiques et la détermination des vitesses de propagation de parois de domaines, induites par un champ magnétique. Les résultats révèlent une anisotropie de propagation de parois suivant les axes cristallographiques <110> avec deux régimes de vitesses distincts, dont l'un est fortement contrôlé par des défauts de structure.

Transistors à effet de champ à base de GaAs et GaN pour l'imagerie THz

2010-12-13T13:53:00Z

Thèse soutenue le 3 décembre 2010 par Salman Nasdar, doctorant l'équipe THz du GES sous la direction de W. Knap

Les dernières années montrent des nombreuses applications de la spectroscopie Teraheretz (THz) dans la domaine de sécurité postale, contrôle de la qualité, médecine et biologie. Après les premières expériences de l'imagerie avec un seul élément / détecteur, l'étape suivante est l'utilisation de matrices de détecteurs. Par conséquent, la nécessité de détecteurs THz sensibles, très rapides, opérant à température ambiante et intégrable facilement en matrice est devenue crucial. Les transistors à effet de champ semblaient être les candidats les plus appropriés pour la construction du première matrice pour l'imagerie THz. Ce travail présente les études des transistors à effet de champ à base de GaAs et GaN en vue de leur application comme imageurs THz. Dans la première partie, nous présentons les études de FET à base de GaAs sur une plage de fréquence très large (0,25 _2.54 THz). Nous étudions également les moyens d'accroître leur sensibilité et d'optimiser leurs puissance équivalente de bruit. Dans la deuxième partie nous étudions les transistors à base de GaN. Ce matériau , avec un grand bande interdite, pourrait être un candidat potentiel comme imageur THz travaillant à des températures élevées et / ou dans des environnements difficiles. Leur sensibilité a été étudiée en fonction de différents paramètres physiques, tels que la tension de grille, la longueur de grille, le courant de fuite de grille, la température et la direction de polarisation du rayonnement THz incidente. Nous avons étudié également l'influence de l'application de courant de drain. Les comportements observés ont été interprété / compris en utilisant des simulations numériques basées sur les modèles théoriques existants. Enfin, nous avons étudié des transistors à base de GaAs avec une structure de couplage spécifique –réseaux de grille périodiques. La présence de la structure périodique permet d'améliorer le couplage entre l'onde THz incidente et le transistor. Une estimation théorique de la longueur caractéristique de détection, combinée à des calculs de l'intensité des champs THz locaux ont été utilisés pour interpréter nos résultats expérimentaux. Un bon accord avec le modèle théorique a été obtenue montrant que la détection a lieu principalement dans les zones appauvri du canal.

Détection TéraHertz par transistors MOS Silicium

2010-11-30T15:40:20Z

Thèse soutenue le 2 Décembre 2010 par Hadley Videlier, Doctorant. - Soutenances de Thèses

Transistors à effet de champ à base de GaAs et GaN pour l'imagerie THz

2010-11-30T15:38:11Z

Thèse soutenue le 3 décembre 2010 par Salman Nadar, Doctorant.

29/11/2010 : SPONTANEOUS FORMATION AND OPTICAL MANIPULATION OF POLARITON CONDENSATES

2010-11-30T15:34:50Z

By Jacqueline BLOCH (LPM/CNRS - Marcoussis)

Cavity polaritons have been shown these last years to be a model solid state system to investigate the physics of bose condensates in a solid state system. However, their very short life time has, up to now, prohibited the formation of a condensate showing spatial coherence far from the excitation spot. In the present work, we report on the spontaneous formation under non resonant excitation of coherent polariton condensates in wire cavities. These condensates expand over macroscopic distances while preserving their spatial coherence (see fig 1a). We show that these condensates can be manipulated via optical means. This is illustrated with two experiments : i) the synchronization of two condensates through an optically controlled tunnel barrier, and ii) the relaxation of polariton condensates in an optically controlled trap (see fig.1b). These results open the way toward the development of new optical circuits based on the ultra-fast propagation and manipulation of polariton condensates.

25/11/2010 : Séminaire de microscopie AFM : Living Cerebral Endothelial Cells Investigated by AFM

2010-11-30T15:31:59Z

by Attila Gergely Biophysics Institute Biological Research Center Hungarian Academy of Sciences 6726 Szeged , Hungary

After the invention of the atomic force microscope (AFM), the instrument evolved as a high resolution noninvasive microscope. Besides of high resolution imaging. In the native environment of biological samples, the AFM is a powerful tool to determine the mechanical properties of the studied object, such as elasticity of living cells. Cerebral endothelial cells interconnected by tight and adherens junctions constitute the structural basis of the blood-brain barrier. Understanding the reaction of living cells in response to different extracellular stimuli, such as hyperosmotic stress, extracellular calcium depletion, is of primordial importance. Morphological and elastic parameters of living cerebral endothelial cells were investigated under different circumstances by AFM.

18/10/2010 : Biophotonics for Laser Surgery Guidance

2010-11-30T15:29:24Z

By Alexandre Douplik Head of Clinical Photonics Lab Erlangen Graduate School in Advanced Optical Technologies Erlangen, Germany

The general contemporary trend in surgery is a demand for a certain image guidance to improve efficiency of pathological tissue removal. As a result of laser ablation and thermolysis the optical properties of biological tissues are getting modified. With temperature rise, the absorption drops down. As a result, the absorption efficiency and consequently ablation quality becomes worse. Secondly, a general problem of laser surgery is the lack of haptic feedback when the surgeon senses which kind of tissue is being cut due to the difference in tissue mechanical properties ; hence it is critical to provide tissue differentiation to avoid destructions of critical biostructures like nerves. Third, at a certain type of resection the surgeon must be navigated to remove the lesion like cancer completely with no outstanding residuals. A novel concept of an all-in-one smart laser scalpel will be presented to maintain both therapy and diagnostics in the direct vicinity of the cutting edge.

01/10/2010 : Nonlinear optics at the nanoscale : far field and near field properties of second harmonic generation from coupled gold nanowires and nanoantennas

2010-11-30T15:27:50Z

By Marco CENTINI Dipartimento di Energetica - Università di Roma “La Sapienza”

In the last years, nonlinear properties of nano particles have been extensively studied as new light sources at the nanoscale. Concerning second harmonic generation in metal nanoparticles, enhancement of the efficiency can be obtained by excitation of localized surface plasmon polaritons. In particular, if dimers like bowtie shaped nanoantennas or coupled wires are considered, the nonlinear response is enhanced by high field localization at the metal/air interface related to the excitation of coupled plasmon modes. The resonant frequency of coupled Plasmon modes can be tuned by changing the geometry and the coupling making it possible to achieve a nanometer-size source that can be used for example for near field optical microscopy. We discuss about the development of a numerical method to investigate second harmonic generation from gold nano antennas both in near and far field regimes. We report results of calculations of generated second harmonic field on 2D and 3D gold wires and antennas. We also report enhancement of the nonlinear scattering cross section up to 5 orders of magnitude with respect to the case of flat gold surfaces. We also discuss the possibility to select dipolar emission and/or quadrupolar emission patterns by changing geometrical parameters such as the shape and the distance between wires. Finally we discuss about ongoing calculations, performed on 3D nano-antennas and nano-objects, to investigate the behaviour of surface and bulk terms with respect to the size of the scatterers.