Vignette_PhotoDetecteur_2Photons.png     Photo-détecteurs à deux photons (bande SWIR)

Les performances des photo-détecteurs quantiques sont limités par le bruit associé à leur courant d’obscurité. Dans l’exemple d’une jonction PN la largeur de bande interdite définit à la fois la bande d’absorption et le courant d’obscurité. Pour briser cette dépendance, notre équipe a étudié l’absorption à deux photons dans un matériau d’énergie de bande interdite nettement supérieure (jusqu’à deux fois) à celle du photon.

L’absorption à deux photons est un mécanisme de faible probabilité. Un premier photon assure la transition d’un électron de la bande de valence vers un état virtuel de la bande interdite. Un second photon porte cet électron dans la bande de conduction avant qu’il ne relaxe son énergie. La durée de vie de l’état virtuel étant très courte ( ~1fs), ce mécanisme n’est appréciable que si la densité de photons est très élevée. On peut espérer atteindre cette situation dans les résonateurs optiques présentant une forte exaltation du champ électromagnétique.

PhotoDetecteur_2Photons_Structure.png    PhotoDetecteur_2Photons_Champ.png    PhotoDetecteur_2Photons_PhotoCourant.png

B. Portier et al. Appl. Phys. Lett. 105 011108 (2014)
B. Vest et al. Appl. Phys. Lett. 102 031105 (2013)
Plus de détails dans la thèse de Benjamin Vest.