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Laboratoire de Physique de la Matière Condensée

Le contrôle de la polarisation de spin des électrons de conduction dans le silicium, matériau incontournable de la micro-électronique, serait une avancée significative pour l’électronique de spin. Dans les semi-conducteurs, ce contrôle peut s'effectuer par la lumière : c'est le pompage optique. Sous illumination par une lumière polarisée circulairement d'énergie proche de la bande interdite du semi-conducteur, les électrons photo-excités dans la bande de conduction sont polarisés de spin. C'est dans le silicium que le pompage optique a été découvert (G. Lampel, 1968) mais, la mise en évidence de ce phénomène dans le silicium reste une mesure "indirecte" (par RMN : polarisation dynamique des noyaux par l'interaction hyperfine).

Dans les semi-conducteurs III-V, la mise en évidence du pompage optique des électrons de conduction se fait habituellement par l'observation et la mesure de la polarisation de la lumière de luminescence dans les conditions de pompage optique. Actuellement, nous tentons de mettre en œuvre, dans le silicium, ces techniques optiques directes et pour cela il est nécessaire de disposer d’une source laser particulière émettant à une longueur d'onde très proche de 1 micron.

Publications significatives :

• "Highly polarized photoluminescence from 2 µm thick strained GaAs grown on CaF₂"*, L. R. Tessler, C. Hermann, G. Lampel, Y. Lassailly, C. Fontaine, E. Daran, A. Munoz-Yague, Appl. Phys. Lett. 64, 895 (1994).
• "Experimental photoemission investigation of the low energy conduction bands of silicon", Y. Lassailly, P. Chiaradia, C. Hermann, G. Lampel, Phys. Rev. B 41, 1266 (1990).
• "Photoelectronic processes in semiconductors activated to negative electron affinity", C. Hermann, H.-J. Drouhin, G. Lampel, Y. Lassailly, D. Paget, J. Peretti, R. Houdré, F. Ciccacci, H. Riechert, in Spectroscopy of Nonequilibrium Electrons and Phonons, ed. by C.V. Shank, B.P. Zakharchenya (Elsevier Science Publishers, 1992), chap. 9,  p. 397.
• "Photoemission from Activated Gallium Arsenide. I. Very High Resolution Energy Distribution Curves", H.-J. Drouhin, C. Hermann and G. Lampel, Phys. Rev. B 31, 3859 (1985).
• "Photoemission from Activated Gallium Arsenide. II. Spin Polarization Versus Kinetic Energy Analysis", H.-J. Drouhin, C. Hermann and G. Lampel, Phys. Rev. B 31, 3872 (1985).
• "Spin Relaxation of Photoelectrons in p-type Gallium Arsenide", G. Fishman and G. Lampel, Phys. Rev. B 16,  p. 820 (1977).
• "Nuclear Dynamic Polarization by Optical Electronic Saturation and Optical Pumping in Semiconductors", G. Lampel, Phys. Rev. Lett. 20, 491 (1968).

*Copyright 1994 American Institute of Physics. This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and the American Institute of Physics.