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Résumé:

Cette thèse porte sur l’interaction lumière-matière au sein de nanostructures placées dansdes cavités optiques à base de semi-conducteurs nitrures. A l’aide d’expériences de microphotoluminescencedans l’ultra-violet, nous étudions les propriétés optiques de boîtes quantiquesGaN/AlN dans des microcavités planaires et celles de puits quantiques GaN/AlN insérés dansdes microdisques AlN. Afin d’améliorer la collection du faible signal de photoluminescence deboîtes quantiques uniques, nous utilisons des microcavités planaires pour modifier le diagrammed’émission d’une boîte quantique. Le dessin des microcavités est optimisé grâce à des simulationsnumériques basées sur la méthode des matrices de transfert en présence d’un émetteur.Nous montrons que, pour une microcavité nitrure à base de miroirs de Bragg AlN/AlGaN, lacollection des photons émis par une boîte quantique peut être théoriquement améliorée d’unordre de grandeur, ce qui est confirmé par nos mesures sur boîtes quantiques uniques, ouvrantainsi la voie à des études avancées de corrélations de photons dans l’UV. La seconde partiedes travaux est dédiée à la réalisation d’un micro-laser opérant dans l’UV profond et à températureambiante. En utilisant des puits quantiques GaN/AlN de 2,8 mono-couches, crûs sursubstrat silicium et insérés dans des microdisques AlN, nous observons une émission laser à275 nm sous pompage optique impulsionnel. Cette démonstration montre le fort potentiel dessemi-conducteurs nitrures pour la nano-photonique UV sur silicium.