Laboratoire Pierre Aigrain

LPA

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Université Paris Diderot, CNRS, UPMC

Présentation

Le Laboratoire Pierre Aigrain (LPA) est concerné par divers aspects fondamentaux de la nano-physique : boîtes quantiques et microcavités de semiconducteurs, structures conductrices mésoscopiques, films minces supraconducteurs, molécules uniques carbonées (nanotubes) ou biologiques (ADN). Il étudie d’un point de vue expérimental et théorique ces nano-objets dont les possibilités d’application couvrent des domaines aussi diversifiés que l’optoélectronique, l’information quantique, l’électronique moléculaire, la reconnaissance électronique des molécules biologiques. Il travaille en particulier grâce à un réseau de collaborations nationales et internationales (CNRS/CRHEA Valbonne, CEA/CNRS Grenoble, CEA/Saclay, Universités d’Orsay, de Tokyo, de Californie à Santa Barbara, Institut Pasteur, Département de biologie de l’ENS, Max-Planck Institüt, LCR-Thalès, Alcatel, Motorola), sans oublier son partenaire privilégié, le Laboratoire de Photonique et Nanostructures de Marcoussis.

Les techniques expérimentales sont celles de la spectroscopie optique classique ou laser, linéaire ou non linéaire, des mesures de transport électrique en régime continu ou radiofréquence, des mesures de force à l’échelle du piconewton. S’y ajoute une importante activité théorique.

Le Laboratoire compte une soixantaine de personnes: chercheurs, enseignant-chercheurs, ingénieurs et techniciens, doctorants, post-doctorants. Il est divisé en six équipes expérimentales auxquelles s’ajoutent l’équipe théorique, une équipe d'instrumentation et un service administratif. Il participe activement aux activités d'enseignement de l'ENS et des universités Paris Diderot et Paris 6.

Jean-Marc Berroir

Thèmes de recherche

Biophysique

- Physique du vivant : Moteurs moléculaires et interactions ADN-protéines à l'échelle de la molécule unique: mesures de force par piège optique et pince magnétique

- Physique de l'ADN : Approches physiques de la biologie moléculaire: manipulation de molécules uniques, mesures de force par pièges optiques et mesures électroniques

Propriété électronique des nano-objets

- Optique cohérente et non-linéaire : Nouveaux Matériaux et microcavités, Propriétés opto-électroniques des hétérostructures

- Infra-rouge lointain : Magnétospectroscopie des nanostructures dans l'infrarouge lointain

Théorie

- Propriétés électroniques des nano-objets

- Systèmes fortement corrélés et mésoscopiques : effet Hall quantique fractionnaire, liquides de Luttinger, magnétisme en basses dimensions

Physique Mésoscopique - Transport

- Physique Mésoscopique : transport mésoscopique hyperfréquence, transport électronique à l'échelle atomique

- Transport : Dynamique du paramètre d'ordre supraconducteur et des vortex

[hal-02286970] Voltage bistability of coherent electron injection and nonlinear dynamics of a Bloch oscillation in a semiconductor superlattice

Date: 9 8 月 2022 - 16:07

Desc: Voltage bistability is demonstrated at low temperature in a biased unipolar GaAs/AlGaAs superlattice, using a design based on tunneling from a charge reservoir into a Wannier-Stark ladder and competition between nearest and next-nearest neighbor coherent injection channels. The static conduction characteristics are accounted for by a density matrix approach of coherent injection in an inhomogeneous three-level system with resistive load. Electrostatic retroaction on the energy levels is shown to provide an adequate nonlinear feedback mechanism for bistability, as well as for other instability regimes including sustained Bloch oscillation above a retroaction threshold.

[hal-00630093] One-dimensional microcavity-based optical parametric oscillator: generation of balanced twin beams in strong and weak coupling regime

Date: 7 10 月 2011 - 12:47

Desc: We report on a detailed experimental investigation of interbranch parametric scattering processes in onedimensional semiconductor microcavities. Band dispersion and corresponding far field emission patterns are studied by polarization resolved and power dependence measurements under resonant and non-resonant excitation at normal incidence. We demonstrate the realization of optical parametric oscillation of balanced twin beams which are degenerate in energy and split in momentum space. This achievement is shown for both the strong and the weak coupling regime highlighting the versatility of this peculiar microcavity system.

[hal-00904355] Supercollision cooling in undoped graphene

Date: 14 11 月 2013 - 12:47

Desc: [...]

[hal-00289784] Realization of a time-controlled single electron source

Date: 23 6 月 2008 - 16:40

Desc: [...]

[hal-00632341] Towards room temperature microcavity OPO

Date: 14 10 月 2011 - 11:06

Desc: Microcavities have led to noticeable advances for room temperature optical devices. In particular, they are the basic structures of Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSEL), with key advantages compared to edge-emitting semiconductor lasers [1]. The nonlinearity of quantum wells (QW) was also used to build bistable devices [2,3] and electro-optical modulators [4]. On the other hand, four-wave mixing has also been studied in multiple quantum well structures at room temperature (without cavity) [5]. Here we report the characterization of a double microcavity with InGaAs QW designed to reach the regime of Optical Parametric Oscillation [6,7] which has, to our knowledge, not yet been considered in QW-microcavities at room-temperature. Excitonic resonances of InGaAs quantum wells are much wider than at cryogenic temperatures, which makes the observation conditions of the oscillation more stringent. In our protoype sample, we study the saturation nonlinearities, and conclude that they are efficient enough to reach the oscillation regime in a sample designed with a sufficient number of QW. Finally, coupled microcavities are promising structures for realizing a compact source of parametric oscillation at room temperature, and ultimately a source of twin beams. [1] Iga, K. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 6, 1201-1215 (2000). [2] Kuszelewicz, R., Oudar, J. L., Michel, J. C. & Azoulay, R. Applied Physics Letters 53, 2138-2140 (1988). [3] Sfez, B. G., Oudar, J. L., Michel, J. C., Kuszelewicz, R. & Azoulay, R. Applied Physics Letters 57, 324- 326 (1990). [4] Simes, R. J. et al. Applied Optics 27, 2103-2104 (1988). [5] Chemla, D., Miller, D., Smith, P., Gossard, A. & Wiegmann, W. IEEE Journal of Quantum Electronics 20, 265-275 (1984). [6] Savvidis, P G. et al. Physical Review Letters 84, 1547 (2000). [7] Diederichs, C. et al. Nature 440, 904-907 (2006).