Doctorat en électroplasmonique non-linéaire (H/F) - "Mémoire Optique Memristive d'Unités Arithmétiques et Logiques plasmoniques."

Description du Poste

Sujet De Thèse

Une nouvelle classe de composants fonctionnels, intégrés et ultracompacts exploitent les propriétés opto-électroniques des métaux nobles comme l'or ou l'argent. Le confinement et le guidage de la lumière à des dimensions nanométriques inférieures à la longueur d'onde grâce aux plasmons offrent un moyen de développer de nouvelles approches du transfert et du traitement de l'information par voie "tout optique". Notre équipe a démontré la faisabilité des premiers calculateurs appelés Unités Arithmétiques et Logiques (ALU, Fig. 1).1-3
Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet ANR-POMMARD, développé à l'ICB Dijon en collaboration avec le CEMES et le LPCNO Toulouse, qui vise à intégrer l'excitation d'un processeur ALU plasmonique prototype 2x1 bits et sa réponse de calcul.
Le contrat doctoral expérimental (nanofabrication, optoélectronique non-linéaire et analyses de données) vise à étudier les propriétés opto-électroniques non-linéaires de ce nouveau type de calculateurs logiques plasmoniques intégrés.1-3 Les travaux de recherche consisteront dans un premier temps à étudier la modulation électro-memristive de la réponse optique non-linéaire du dispositif plasmonique actif associée à des porteurs chauds générés lors de l'excitation en régime pulsé fs de la cavité plasmonique (Fig. 1c).4 Un deuxième temps sera consacré à l'exploration de l'effet inverse, à savoir la modulation optique de la conductance d'un memristor électroplasmonique nanofabriqué au voisinage de la cavité plasmonique. Lorsque ces porteurs chauds sont générés, à distance, en une zone confinée identifiée et au voisinage de laquelle un memristor électro-plasmonique aura été nanofabriqué, le transfert d'énergie pourrait induire une altération de l'état de conductance du memristor. Celui-ci sera alors utilisé pour lire, a posteriori, cette altération, réalisant ainsi la première mémoire memristive optique intégrée à un processeur tout-optique. La physique sous-jacente à cette transduction sera explorée en détail. Enfin, le projet s'attachera à démontrer le stockage, dans ce type de mémoire memristive, du résultat du calcul réalisé par la cavité plasmonique opérée comme une unité arithmétique et logique.
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Le/la candidat/e réalisera la nanofabrication des cavités plasmoniques et du circuit memristif par lithographie UV et électronique et dépôts dans la salle blanche ICB ARCEN.
Il/elle caractérisera la réponse photoluminescente non-linéaire (NPL) et l'efficacité d'excitation des dispositifs logiques sur un microscope optique non-linéaire dédié.
Il/elle y développera un banc expérimental et un protocole de formation, excitation et lecture du memristor pour explorer les régimes de couplage électro-plasmonique de la cavité et du memristor. Les effets statiques et dynamiques des caractéristiques des trains d'impulsions électrostatiques sur la réponse optique, l'efficacité de stockage et de rémanence seront étudiés.
Pré-requis: Des compétences expérimentales avérées en développement de montages optiques non linéaires et en mesures électroniques sont requises. Une connaissance de la programmation Python sera indispensable.
Une connaissance pratique des techniques de nanofabrication est souhaitée. Une bonne maîtrise des méthodes d'analyse de données et un niveau C1 en anglais parlé/écrit sont attendus.
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Références:
1 - U. Kumar, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin, et al. ACS Photonics, 5, 2328-2335 (2018). (https://doi.org/10.1021/acsphotonics.8b00137)
2 - U. Kumar, A. Cuche, C. Girard, S. Viarbitskaya, F. Dell'Ova, R. Al Rafrafin, G. Colas des Francs, S. Bolisetty, R. Mezzenga, A. Bouhelier, E. Dujardin. ACS Nano, 15, 13351-13359 (2021). (https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03196)
3 - F. Dell’Ova, Y. Brulé, D. Shakirova, N. Gros, J. Bizouard, A. Leray, A. Bertaux, O. Labbani Narsis, C. Nicolle, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin. ACS Photonics, 11, 752-761 (2024) (https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01624)
4 - D. K Sharma, A. Agreda, F. Dell’Ova, K. Malchow, G. Colas-des-Francs, E. Dujardin, A. Bouhelier. ACS Nano, 18, 15905-15914 (2024) (https://doi.org/10.1021/acsnano.4c03276)

Votre Environnement de Travail

L'ICB est le plus grand laboratoire de physique de l'Université de Bourgogne-Europe, avec 300 chercheurs et enseignants-chercheurs spécialisés en physique, chimie et ingénierie. Le:la candidat/e rejoindra une équipe de recherche interdisciplinaire composée de sept permanents spécialisés en physique optique expérimentale et théorique (nano-optique, nanoplasmonique, optoélectronique), nanofabrication (techniques de lithographie optique, électronique et ionique, dépôt et structuration de matériaux), nanocaractérisation (SEM/TEM, microscopies en champ proche, ellipsométrie) et physico-chimie. L'équipe PRISM accueille un groupe international de post-doctorants, de doctorants et d'étudiants (actuellement 10) et s'appuie fortement sur deux plateformes techniques, ARCEN (nanofabrication / nano-caractérisation) et SmartLight (optique), ainsi que sur le personnel technique associé.
Le/la candidat/e sera formé/e à toutes les installations de nanofabrication, d'électronique et d'optique nécessaires au projet afin de mener à bien le programme de recherche de manière autonome. Il/elle bénéficiera d'un environnement collaboratif avec un large éventail d'expertises couvrant les sciences expérimentales, le développement technologique et la modélisation théorique. L'équipe encourage systématiquement la participation de ses membres à des conférences nationales et internationales. Le/la candidat/e aura accès aux avantages sociaux des employés du CNRS ainsi qu'au soutien de l'UBE pour le développement de sa carrière. (Label européen « HR Excellence in Research»).

Contraintes et risques

N/A

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération brute est d'un minimum de 2300,00 € mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

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