-T V DC a b o o spectre de µPL. Ici, nous avons déterminé l’importance des fluctuations des interfaces des boites quantiques. Ces fluctuations se traduisent en effet par des minima de potentiel locaux qui peuvent confiner les états des trous dans des régions de taille significativement plus faible que celle de la boite elle-même, et avec une énergie inférieure (de quelques dizaines de meV) à celle qu’on attendrait en l’absence de ces fluctuations (absence assumée dans les modèles courants). Vers une analyse simultanée d’ions et de photons Ces résultats ont ouvert la possibilité d’exploiter l’impulsion laser qui déclenche l’évaporation ionique dans une SAT pour étudier la photoluminescence in situ, schématisée dans la figure 4a. Une première étude de µPL in situ a concerné la 8 Reflets de la Physique n°62 Impulsion laser T (tension mécanique) Détecteur SAT Photoluminescence Évaporation ionique Signal PL (coups/100) 5 kV 0 2,13 contrainte mécanique induite par le champ électrique. L’application d’une tension continue à une nanopointe génère un champ électrique de surface. Ce champ est écranté, comme expliqué dans la prochaine section, par une couche de charge surfacique. Il en résulte une force exercée par le champ sur l’échantillon. La tension mécanique et la contrainte s’échelonnent avec le carré du champ et du potentiel appliqués, de façon analogue à la force qui s’exerce sur les armatures d’un condensateur. La contrainte se transmet également vers la base de la pointe, et est approximativement égale à la tension mécanique totale exercée par le champ divisée par la section transversale de la pointe. La contrainte induite par le champ est un facteur limitant pour les analyses en SAT, car elle peut induire des fractures. Mais, dans l’avenir, elle pourrait être exploitée pour manipuler des états électroniques. Récemment, nous avons étudié le décalage spectral des raies de photoluminescence de 582 580 578 576 574 572 570 8 α + β (non perturbé) 7 6 5 4 3 2 1 V DC α V α’V β’V β V 16 kV 15 kV 13 kV 11 kV 9 kV 7 kV Longueur d’onde (nm) 2,14 2,15 2,16 2,17 2,18 Énergie du photon (eV) 4. Mesure par photoluminescence de la contrainte mécanique induite dans une pointe de diamant par une impulsion laser. (a) Principe de la mesure de la photoluminescence in situ dans une SAT. L’impulsion laser excite simultanément l’évaporation ionique et l’émission lumineuse des émetteurs contenus dans une pointe (dans cette illustration, des centres colorés dans une nano-aiguille de diamant). (b) La variation de la tension V DC appliquée à la pointe provoque une tension mécanique T et la séparation des composantes spectrales α v et β v de la raie principale du centre coloré NV 0. Le décalage spectral s’échelonne avec le carré de la tension appliquée, et rend possible la mesure de la contrainte qui perturbe l’émission du défaut. (Les raies α’v et β’v sont issues d’un deuxième centre coloré qui ressent une perturbation plus faible.) centres colorés contenus dans des nanopointes de diamant. En particulier, nous avons analysé le complexe neutre (NV 0) constitué par une impureté d’azote (N) substitutionnelle et une lacune (V). Lors de l’analyse des nanopointes, le faisceau laser peut être placé sur le sommet de la pointe (on reconnait cette position car c’est celle qui maximise l’évaporation ionique) ou bien en une autre position sur la pointe. La série de spectres acquis à des potentiels appliqués différents (fig. 4b) montre la séparation progressive de deux composantes, nommées α v et β v, dont le décalage spectral est proportionnel au carré du potentiel appliqué. Il est possible de remonter à la valeur de la contrainte à travers la relation contrainte-décalage spectral connue par la littérature. L’étude de ce décalage en fonction de la position de la tache laser d’excitation permet d’extrapoler les valeurs de la contrainte à l’apex même, qui sont proches du seuil de la relaxation plastique ( 10 GPa). |