L’héritage de de Broglie dans la photonique Jérôme Faist Institute for Quantum electronics, Département de physique ETH Zurich
L’électron est une onde… Quelques implications Comment les électrons traversent un cristal? Louis de Broglie
Modèle d’un cristal: Charges positives (noyau) arrangées régulièrement - chacune attire “ses” électrons Malgré cela, certain matériaux conduisent l’électricité!!
.L’électron passe d’un atome à l’autre par effet tunnel! Effet absolument quantique Object classique arrive devant une barrière
.L’électron passe d’un atome à l’autre par effet tunnel! Electron quantique Une caractéristique ondulatoire de l’électron
Les électrons Grâce à l’effet tunnel, les électrons peuvent traverser le cristal librement
Créer de la lumière en utilisant la mécanique quantique Si la barrière est trop épaisse, l’électron ne peut plus passer Electrons confinés ne peuvent osciller que sur certaines fréquences bien définies (comme une corde de guitarre)
Exemple de couches
Quelles tailles ont les QCLs ? 1 mm 100mm 10mm 1mm 100 nm 10 nm 1 nm Cellules 1 nm ≈ atomes 300 mm 50 nm 5 mm 10 mm 2-3 nm
Emission de lumière
Laser à cascade 1 electron génère N photons
Optical chemical sensing Fundamental vibration modes of molecules are in the Mid-IR Chemically and isotopically sensitive QC Laser Detector Multipass cavity
A QCL on Mars? Final module Size: 47.2 x 25.4 x 11.2 mm QCL for Tunable Laser Spectrometer integrated in the Sample Analysis at Mars Instrument Suite (SAM). QCL mission: measurements of isotopic ratio at 7.79 m
Online NO2 measurements at Jungfraujoch NO2 (ppb) B. Tuzson, K. Zeyer & L. Emmenegger (Empa), unpublished