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Cette thèse est consacrée à l’étude des propriétés optiques d’un défaut ponctuel lié au carbone dans le silicium: le centre G. Ce dernier, identifié dès les années 60, peut-être comparé à un atome artificiel et émet à 1.3 um; il présente donc de forts potentiel dans le cadre des technologies quantiques, à la fois pour la réalisation de capteurs quantiques ultra-sensibles ou pour le développement de sources de photons uniques adaptés aux longueurs d’onde de télécommunication par fibre optiques sur plateformes silicium.

Durant ce travail de thèse nous avons dans un premier temps caractérisé le signal de photoluminescence d’un ensemble de centres G. Le spectre d'émission a été mesuré et analysé quantitativement. Le temps de vie du centre G a aussi été mesuré pour la première fois. Ces deux types d'études (spectrales et temporelles) ont aussi été réalisées à diverses températures afin de sonder la dynamique de désexcitation des centres G. Dans un deuxième temps nous avons pu sonder la dynamique associée à la présence d’un état métastable du centre G, dont l’existence a été prédite dès les années 80. Enfin nous avons pu isoler un centre unique qui se caractérise par une émission de photons uniques. Les propriétés de ce centre sont très similaires à celle mesurées sur des ensembles, néanmoins on ne peut pas affirmer qu’il s’agit d’un centre G unique.

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