Missions

Ce post-doctorat s'insère dans le cadre du projet ANR ELuSeM. Nous avons récemment mis en évidence que lorsque des transistors à base de graphène encapsulés dans du nitrure de bore (hBN) sont soumis à une forte tension de biais, un rayonnement électroluminescent se produit dans l'infrarouge moyen. Le phénomène d'émission infrarouge non-incandescente s'accompagne d'une évacuation efficace de la puissance électrique appliquée aux dispositifs médiés par l'excitation de phonons polaritons hyperboliques dans le hBN [arXiv:2310.08351 ; arXiv:2306.05351]. Les mesures que nous avons réalisées jusqu'à présent pour l'étudier sont des mesures de champ lointain qui font intervenir un microscope infrarouge couplé à un spectromètre infrarouge à transformée de Fourier [https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.243901].
Dans le cadre de ce postdoctorat, nous souhaitons approfondir notre connaissance du phénomène en réalisant des mesures de champ proche infrarouge super-résolues à l'aide d'une sonde locale à balayage appelée TRSTM (thermal radiation scanning tunnelling microscope) qui utilise la pointe de la sonde comme diffuseur local du rayonnement infrarouge émis à la surface de l'échantillon [https://doi.org/10.1038/nature05265]. On souhaite obtenir de cette façon des images et des spectres super-résolus du rayonnement infrarouge émis par le dispositif à base de graphène en fonctionnement avec une résolution spatiale de 100 nm [https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.146103].
Par ailleurs, les recherches menées durant le postdoctorat viseront aussi à utiliser une illumination laser intense pour exciter thermiquement des modes électromagnétiques spécifiques de nano-antennes plasmoniques de façon à produire des sources infrarouges programmables optiquement [https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.043801].
Ces travaux seront menés à l'Institut Langevin (équipe de Yannick De Wilde) dans le cadre du projet ANR ELuSeM, en collaboration notamment avec le Laboratoire de Physique de l'ENS (équipe d'Emmanuel Baudin), le Laboratoire Charles Fabry-IOGS (équipe de Jean-Jacques Greffet) et l'ONERA (équipe de Patrick Bouchon).
La durée du contrat sera au maximum de 18 mois (en fonction du salaire brut lié à l'ancienneté).

Activités

Tâches principales en physique expérimentale :
- Mesures infrarouges ultra-sensibles
- Prise en main et mesures TRSTM (SNOM infrarouge sans source extérieure)
- Spectroscopie FTIR ; IR SMS (spectroscopie infrarouge à modulation spatiale)
- Mise en place d'un chauffage laser sur banc de mesure
- Modélisation électromagnétique

Tâches secondaires :
- Design d'échantillons d'antennes plasmoniques pour lithographie
- Contribution à d'autres études expérimentales

Compétences

- Maitrise des techniques de microscopie de champ proche. Expérience souhaitable : manipulation avec SNOM infrarouge ; manipulation avec électronique de contrôle RHK
- Spectroscopie FTIR ; nano-spectroscopie infrarouge
- Modélisation électromagnétique

Contexte de travail

Situé au coeur de Paris, l’Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche de l’ESPCI Paris, Université PSL et du CNRS dédiée à la physique des ondes et à ses applications. Le spectre des ondes concernées est très large : ondes mécaniques (ondes acoustiques, élastiques et sismiques, vagues), ondes électromagnétiques (radiofréquences, micro-ondes, Térahertz) et optique (infrarouge et visible).
Yannick De Wilde est à la fois directeur de l'Institut Langevin et responsable d'une équipe dont les activités sont principalement centrées sur la nano-optique et la plasmonique dans l'infrarouge, la micro et la nano thermique, les microscopies de champ proche, l'imagerie et la spectroscopie super-résolues.

Contraintes et risques

Risques lasers.

Informations complémentaires

Contacter Yannick DE WILDE
yannick.dewilde@espci.fr