Source de photons uniques : Centres colorés (NV) dans des nanodiamants
Figure 1 : Gauche – Carte confocale de photoluminescence de nanodiamants uniques contenant des centres colorés NV-. Droite – Spectre de photoluminescence du centre NV chargé négativement (La courbe de dégroupement de photons insérée provient de la référence [1]). © CEMES-CNRS
Propagation et manipulation de photons/plasmons uniques à 2D
Figure 2 : Gauche - Illustration d’un nanodiamant contenant un seul centre NV excitant des plasmons se propageant dans une cavité plasmonique hexagonale. Centre - Spectre de luminescence expérimental d’un centre NV unique couplé à une telle cavité hexagonale en or cristallin (courbe d’autocorrélation en inset). Droite - Images champ large de la luminescence de ce même nanodiamant couplé à cette cavité plasmonique 2D cristalline (8 µm de l’extrémité gauche à l’extrémité droite). Il est possible de voir la propagation du signal à 2D par l’intermédiaire des plasmons. Les résultats sont issus de la référence [2] (Ce travail est une collaboration entre les groupes NeO et GNS du CEMES et l’ETH Zurich). © CEMES-CNRS
Figure 3 : (a) Image en microscopie électronique à balayage de la cavité colloïdale en or (8 µm de l’extrémité gauche à l’extrémité droite) après façonnage par faisceau d’ions focalisés (FIB). (b) Images champ large de la luminescence du nanodiamant couplé à la même cavité plasmonique 2D cristalline après façonnage par FIB via l’ajout d’un réseau de trous. (c) Simulation du système décrit en (b) (formalisme de la fonction de Green dyadique). Les résultats sont issus de la référence [2] (Ce travail est une collaboration entre les groupes NeO et GNS du CEMES et l’ETH Zurich). © CEMES-CNRS
Hyperspectral quantum NSOM
Figure 4 : Gauche – Représentation schématique d’un émetteur scalaire & quantique attaché à l’apex d’une pointe NSOM [3] et balayé au dessus d’une nano-cavité 2D en argent. Centre – Simulation de la densité d’états locale optiques (LDOS) au dessus d’une cavité de 900 nm de côté. Droite – Comparaison de la LDOS et du signal de fluorescence le long d’une ligne au-dessus de la structure illustée par la flèche jaune dans l’image du centre. Les résultats sont issus de la référence [4] (Ce travail est une collaboration entre l’Institut Néel, le laboratoire ICB et les groupes NeO et GNS du CEMES). © CEMES-CNRS
Contrôle de la propagation de photons uniques dans des nanostructures en Silicium
Figure 5 : Haut - Images champ large de la luminescence d’un nanodiamant contenant trois centres NV couplé à l’extrémité d’un nanofil de silicium de 7 µm de long. L’image en microscopie électronique de ce fil de section nanométrique est présentée en inset. Bas - Courbes d’autocorrélation mesurées directement sur le nanodiamant (in) et après propagation des photons dans le nanofil (out). Ces courbes présentent le même dégroupement de photons montrant la nature quantique de la source de lumière. Les résultats sont issus de la référence [5] (Ce travail est une collaboration entre le LAAS, le laboratoire ICB et le groupe NeO du CEMES). © CEMES-CNRS
Positionnement déterministe d’émetteurs quantiques par nanoxérographie AFM
Figure 6 : Gauche – Deux images de grandissements différents de microscopie à force atomique (AFM) de nanodiamants positionnés de façon controlée par nanoxerographie AFM sur un substrat SOI. Centre - Image confocale de photoluminescence du nanodiamant présenté en AFM sur l’image de gauche. Droite – Courbe d’autocorrélation présentant du dégroupement de photons acquise sur le même nanodiamant. Ces résultats sont issus de la référence [6]). (Ce travail est une collaboration entre le groupe NeO du CEMES, le groupe Nanotech du LPCNO et le LAAS). © CEMES-CNRS
[1] Y. Sonnefraud et al., Opt. Lett. 33, 611 (2008).
[2] U. Kumar et al., Nanoscale 12, 13414 (2020).
[3] A. Cuche et al., Nanolett. 10, 4566 (2010).
[4] A. Cuche et al., Phys. Rev. B 95, 121402(R) (2017).
[5] M. Humbert et al., en préparation (2020).
[6] M. Humbert et al., en préparation (2020).