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Post-doc (H/F) Spectroscopie cohérente et résolue en temps de Qbits individuels dans les matériaux 2D

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Informations générales

Référence : UMR7504-CATBON-024
Lieu de travail : STRASBOURG
Date de publication : vendredi 11 septembre 2020
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 18 mois
Date d'embauche prévue : 1 novembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : A partir de 2675.27 bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Les boites et défauts quantiques en matière condensée sont des candidats de choix pour la réalisation de Qbits robustes et d'émetteurs de photons uniques (EPU) efficaces. Ces briques de base jouent un rôle central dans l'émergence des technologies quantiques. Dans ce contexte la récente découverte d'EPU [1, 2] dans les matériaux 2D ouvre de nombreuses perspectives : ils héritent des propriétés uniques des matériaux 2D, et présentent potentiellement un comportement quantique à température ambiante, propriété essentielle pour le développement de technologies quantiques. Malgré l'intérêt croissant que suscitent ces systèmes, leurs propriétés dynamiques et quantiques restent à explorer.
[1] A. Srivastava et al. Single photon emitters in exfoliated WSe2 structures Nature Nanotechnology 10, 491 (2015)
[2] A Tran et al Quantum emission from hexagonal boron nitride monolayers Nature Nanotechnology 11 37–41(2016)

Activités

Le but du projet consiste en l'exploration et la manipulation des propriétés quantiques des défauts quantiques dans les matériaux 2D (nitrure de bore, chalcogénures de métaux de transition). En particulier nous étudierons l'interaction matière rayonnement et la dynamique cohérente à l'échelle du système unique. A cette fin le projet s'appuie sur une expérience originale de spectroscopie non-linéaire résolue en temps (en configuration de mélange d'ondes) basée sur l'interférométrie spectrale et l'hétérodynage temporel [3, 4]. Ce développement expérimental permet de sonder et d'adresser l'état quantique de systèmes uniques à l'aide d'impulsions optiques d'environ cent femtosecondes. En premier lieu nous explorerons la question du rôle de l'environnement (mécanique, chimique et électrostatique) dans les processus de décohérence des systèmes formés par les défauts quantiques. Deuxièmement, en raison de leur flexibilité, les hétérostructures 2D offrent la possibilité unique de concevoir des réseaux nanométriques d'émetteurs quantiques (structure en Moiré par exemple). En associant la microscopie non linéaire de mélange d'ondes et la super-résolution optique, nous amènerons la spectroscopie cohérente vers une nouvelle limite, et ainsi adresserons les propriétés quantiques de pièges excitoniques uniques.
[3] F. Fras et al Multi-wave coherent control of a solid-state single emitter Nature Photonics 10, 155–158 (2016)
[4] D Wigger et al. Exploring coherence of individual excitons in InAs quantum dots Phys. Rev. B 96, 165311 (2017)

Compétences

Nous recherchons un(e) candidat(e) très motivé(e), possédant un diplôme de doctorant en physique, avec une solide base en spectroscopie optique. Des connaissances en optique ultra-rapide, physique des émetteurs de photons uniques ou des systèmes bidimensionnels seraient fortement appréciées. Le futur collaborateur (H/F) devra avoir une vocation pour la recherche expérimentale à l'état de l'art, et la volonté de relever des challenges expérimentaux. Egalement, la maitrise de l'anglais scientifique et la capacité de travailler en équipe seront nécessaires.

Contexte de travail

Le projet de recherche bénéficie de i) un laboratoire nouvellement équipé, dédié à l'optique ultrarapide : laser accordable pulsé, laser CW, spectromètres, cryostat optique avec nanopositionneurs - ii) un accès à la salle blanche de l'institut : 180 m² classe 6 et équipé des appareils les plus récents pour la fabrication et l'exfoliation d'échantillons iii) d'un environnement scientifique riche au sein de l'institut [5, 6] et de collaborations actives sur les matériaux quantiques 2D (IPCMS) et la réalisation d'échantillons à l'état de l'art (CINAM Marseille) iv) supports du contrat ANR « Finding » et du programme QUSTEC “Ultrafast spectroscopy of single Qbits in 2D materials”.

[5] G Froehlicher et al Charge versus energy transfer in atomically thin graphene-tmd dichalcogenide van der Waals heterostructures PRX 8 (1), 011007 2018
[6] E Lorchat et al Filtering the photoluminescence spectra of atomically thin semiconductors with graphene Nature Nanotechnology 15,83–288(2020)

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