Missions

Au cours des dix dernières années, les photons se sont imposés comme des candidats prometteurs pour jouer le rôle de qubits idéaux dans les domaines de la communication quantique, du calcul quantique et de la simulation quantique. La photonique quantique offre également un fort potentiel de mise à l’échelle, grâce à la possibilité d’intégrer des circuits photoniques complexes sur la plateforme silicium sur isolant (SOI), tirant parti des procédés de nanofabrication éprouvés de l’industrie du silicium. Cependant, bien que la manipulation de photons uniques sur des puces SOI soit maîtrisée, l’absence de sources efficaces de photons uniques indiscernables dans le silicium constitue encore un obstacle majeur.

Dans ce cadre, des avancées récentes ont mis en lumière le potentiel des centres colorés dans le silicium, des atomes artificiels capables de surmonter cette limitation [1,2]. Ces centres pourraient permettre de libérer pleinement le potentiel des puces photoniques quantiques intégrées. En particulier, le couplage de ces émetteurs à des structures ou cavités nanophotoniques [3,4,5] permettrait de renforcer et de contrôler leur émission, ouvrant ainsi la voie à la création de sources de photons uniques déterministes et de haute qualité sur puce, indispensables pour diverses applications quantiques.

Activités

Le chercheur postdoctoral sera recruté dans le cadre du projet WOUAH (centres colorés W pour la photonique quantique intégrée). Le principal axe de recherche portera sur le développement de nanocavités basées sur des cristaux photoniques pour améliorer et contrôler l’émission spontanée de centres de couleur uniques dans le silicium. Ce travail englobe à la fois les concepts théoriques et les aspects pratiques, y compris la conception optique et les simulations numériques. La recherche explorera divers types de cavités—telles que les cavités à nanofaisceaux et les cavités à défauts intégrant des concepts topologiques—afin d'obtenir un effet Purcell robuste avec un contrôle précis sur la directionnalité et la polarisation de l'émission de photons uniques.
Le chercheur postdoctoral collaborera étroitement avec des doctorants de l'INL, qui sont responsables de la nanofabrication et de la caractérisation optique. En outre, le candidat entretiendra des interactions étroites avec des collaborateurs du Laboratoire Photonique Électronique et Ingénierie Quantique (PHELIQS) et du Laboratoire Charles Coulomb (L2C), tous deux partenaires clés du projet WOUAH.

Compétences

Le candidat idéal doit être titulaire d'un doctorat en physique, avec de solides compétences en nanophotonique, en mécanismes d'interaction lumière-matière, et en physique de l’état solide. La maîtrise des méthodes de simulation électromagnétique numérique est essentielle, y compris une expérience avec la méthode FDTD (logiciels Lumerical, Fullwave, Tidy 3D), la méthode FEM (logiciel COMSOL), ou la méthode GME (logiciel Legume).

Contexte de travail

Ce sujet de thèse est intégré à un projet financé par l'ANR (Agence Nationale de la Recherche), et sera réalisé au sein de l'équipe i-Lum de l'Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL).

L’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL) a pour vocation de développer des recherches technologiques multidisciplinaires dans le domaine des micro et nanotechnologies et de leurs applications. Les recherches menées s’étendent des matériaux aux systèmes. Le laboratoire s’appuie sur la plate-forme technologique lyonnaise NanoLyon.
Les domaines d’application couvrent de grands secteurs économiques : l’industrie des semiconducteurs, les technologies de l’information, les technologies du vivant et de la santé, l’énergie et l’environnement.
Le laboratoire est multi-sites avec des localisations sur les campus d’Ecully et de Lyon-Tech La Doua. Il regroupe environ 200 personnes dont 121 personnels permanents. L’INL est un acteur majeur du Pôle de Recherche et d’Enseignement.
Ce poste se situe dans un environnement innovant, à la pointe des technologies du futur, dans des secteurs stratégiques applicatifs.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.