Ce travail vise à contrôler les propriétés spectrales des photons émis par une boîte quantique semiconductrice intégrée dans une antenne à fil photonique. Dans une étude théorique, nous dévoilons tout d'abord un nouveau mécanisme de décohérence dans ce système. Même à température cryogénique, les vibrations thermiques du nanofil induisent un très fort élargissement spectral qui interdit l'émission de photons indiscernables. Nous proposons trois approches qui suppriment efficacement ce canal de décohérence en exploitant une ingénierie des propriétés mécaniques du nanofil. Ensuite, nous introduisons une nanocavité optique à nanofil qui offre une accélération de l'émission spontanée très prononcée (facteur de Purcell théorique de 6.3) sur une large gamme spectrale (30 nm à mi-hauteur). Nous avons fabriqué une nanocavité en GaAs qui contient des boîtes quantiques auto-assemblées en InAs. Les mesures révèlent une accélération de l’émission spontanée par un facteur 5.6 et une efficacité de collection de 0.35 au niveau de la première lentille. Enfin, nous proposons une stratégie pour accorder la longueur d'onde d'émission d'une boîte quantique intégrée dans une antenne à nanofil. Deux électrodes sur puce génèrent une force électrostatique qui plie le nanofil. La déformation résultante module l'énergie de bande interdite de la boîte quantique. Nous avons réalisé ces dispositifs et discutons les premières mesures démontrant l’accordabilité spectrale. Globalement, ces résultats ouvrent des perspectives prometteuses pour les technologies photoniques quantiques, en particulier pour la réalisation de sources avancées d’états quantiques de la lumière.

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Pour suivre la soutenance en visioconférence : https://youtu.be/RsnJZ3oQp8k