Boîte quantique en interaction avec son environnement : excitation résonante pour l'étude des processus de décohérence

Les boites quantiques (BQ) semi-conductrices possedent une structure electronique discrete qui en fait une excellente source de photons uniques et indiscernables. Elles sont ainsi devenues un systeme tres attractif pour des futures applications en information quantique, grâce a la possibilite de les integrer dans des nano-dispositifs permettant un couplage efficace lumiere-matiere. Cependant, les BQs constituent par nature un systeme ouvert en interagissant fortement avec l'environnement solide, une des consequences etant la destruction partielle de la coherence des photons emis. Dans ce travail, nous avons choisi d'utiliser une BQ comme sonde tres sensible de ces interactions. Des experiences d'interferences a deux photons, de type Hong-Ou-Mandel, sous excitation resonante et en fonction de la temperature, nous ont permis d’etudier l'interaction entre une BQ et les phonons acoustiques de la matrice cristalline environnante. En combinant nos resultats experimentaux et un modele theorique microscopique, nous avons identifie deux processus distincts responsables de la perte d’indiscernabilite : le premier du aux transitions reelles par absorption-emission de phonons, le deuxieme a cause de transitions virtuelles, processus du deuxieme ordre, dues a la presence d’etats excites de plus haute energie dans la boite. Nous avons par ailleurs etudie des echantillons dopes permettant d’appliquer un champ electrique sur le plan de BQ, mettant en evidence que le controle de l’etat de charge d’une BQ permet sont excitation resonante systematique.