Description du sujet de thèse

Le projet PolArt : “Neuromorphic polariton accelerator” exploitera les polaritons excitoniques pour réaliser des réseaux neuronaux artificiels implémentés dans du « hardware » plutôt que dans des logiciels. Les polaritons excitoniques sont des quasiparticules hybrides constituées de lumière (photons) et d'excitations de matière (excitons), et héritent les propriétés des deux : ils peuvent se propager à des vitesses proches de celles des photons tout en affichant des non-linéarités beaucoup plus importantes. La démonstration de polaritons excitoniques robustes à température ambiante, en partie par l’équipe de Jesus Zuniga-Perez, a ouvert la voie à des applications pratiques pour les polaritons. Les polaritons excitoniques promettent des vitesses de traitement des données plus rapides et une consommation énergétique moindre, contribuant à des dispositifs plus économes en énergie permettant la reconnaissance d'images, de sons et de biomarqueurs.
Le consortium réunit sept partenaires, dont le CNRS (MAJULAB, à Singapour, et CRHEA, en France), l'Université de Varsovie et UNIPRESS (Pologne) et le CNR Lecce (Italie), avec lesquels le doctorant travaillera.
Le/la doctorant(e) travaillera sur la nanofabrication et la caractérisation optique des guides d'ondes et des lasers polaritoniques en GaN. Le/La candidat(e) concevra d'abord les structures photoniques grâce à des méthodes numériques, et en collaboration avec les théoriciens du projet PolArt, puis les fabriquera dans la salle blanche du CRHEA (https://www.crhea.cnrs.fr/en/technology-platform.htm). Par la suite, il/elle les caractérisera à la fois au CRHEA et lors de séjours de recherche à réaliser chez nos collaborateurs. En effet, bien que le/la doctorant(e) sera basé(e) au CRHEA (Sophia Antipolis, France), il/elle devra contribuer aux mesures expérimentales à l'Université de Varsovie (Pologne) et au CNR Lecce (Italie), ainsi qu'à Montpellier et Clermont-Ferrand (France).

Contexte de travail

Un poste de doctorant est ouvert dans l’équipe de Jésus Zúñiga-Pérez et B. Alloing (CRHEA, Université Côte d'Azur-CNRS), dans le cadre du projet EIC-pathfinder PolArt, financé par l'Union européenne. Le/la doctorant(e) sera en charge de la nanofabriquation des guides d'ondes et des lasers polaritoniques à base de GaN, qui fonctionneront à température ambiante dans le régime du couplage fort, et de caractériser leur réponse optique. Par la suite, le/la doctorant(e) exploitera la propagation et les non-linéarités des polaritons pour réaliser un accélérateur polaritonique neuromorphique pour la reconnaissance de sons, d’images et de biomarqueurs. Le doctorat sera délivré par l'Université Côte d'Azur, en France, et sera supervisé par B. Alloing et J. Zúñiga-Pérez.
À propos de l’équipe d'accueil.
L’équipe du Professeur Jesus Zuniga Perez et Blandine Alloing (CNRS) travaille dans le domaine de la polaritonique depuis plus de 15 ans [3] ; durant ce temps elle a développé des microcavités avec des facteurs qualité élevés, a démontré la condensation de Bose-Einstein de polaritons à température ambiante [4] ainsi que les premiers lasers à polaritons dans des guide d'ondes [5]. Au cœur du projet PolArt se trouve le récent développement de guides d'ondes polaritoniques à base de GaN et des lasers polaritoniques associés, à émission par la tranche [6,7], qui constitueront le point de départ du doctorant.
Environnement de travail.
Le CRHEA (Centre de Recherche sur l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications, Université Côte d'Azur-CNRS) : Le laboratoire est leader dans le domaine de l'épitaxie de matériaux semi-conducteurs de type nitrures (AlGaInN) et a dirigé les Labex nationaux "GaNeX/t", dédiés à la technologie et recherche sur le GaN. Ainsi, le CRHEA a développé une expertise unique dans la fabrication de LEDs GaN, l'intégration de lasers GaN sur saphir et silicium, ainsi que la fabrication de microcavités optiques et de résonateurs nanophotoniques à base de GaN et des matériaux associés. L'équipe possède l'expertise et les outils nécessaires pour la caractérisation structurale et optique des sources ainsi que la technologie de salle blanche nécessaire à la fabrication de structures photoniques. Des caractérisations optiques plus avancées seront réalisées en collaboration avec nos partenaires nationaux (Institut Pascal [3,4,5] et Université de Montpellier [3,4,6,7]) et internationaux (MAJULAB, Université de Varsovie [2] et CNR Lecce [1,2]).

Au CRHEA, le/la doctorant(e) interagira de façon régulière avec ses deux encadrants et un postdoctorant travaillant aussi sur le projet européen, ainsi qu’avec l'équipe en salle blanche (M. Al-Khalfioui, V. Brändli, S. Chenot et M. Gromovyii) et l'équipe de croissance GaN (P. M. Coulon et E. Frayssinet).
Ce que nous offrons.
- Possibilité de travailler sur des projets stratégiques et internationaux, et de jouer un rôle déterminant dans la structuration du domaine émergent de calcul neuromorphique.
- Possibilité d’encadrer des stagiaires.
- Diverses collaborations en France, en Europe et à Singapour au sein d'environnements très stimulants.
- Excellentes opportunités pour établir un réseau international avec des experts de premier plan du milieu universitaire et de l'industrie.
- Excellentes conditions de travail avec un salaire et des avantages compétitifs (environ 2135 euros/mois de salaire brut).



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.

Contraintes et risques

- Des études de licence en physique ou en ingénierie. Un master consacré à la nanofabrication et/ou à l'optique sera un plus, bien que non nécessaire.
- Une expérience pratique en salle blanche sera un atout majeur.
- Des connaissances en simulations numériques (par exemple, les méthodes FDTD) seront utiles.
- Excellentes compétences analytiques, organisationnelles et de communication.
- Capacité à développer et à entretenir des réseaux interdisciplinaires, en particulier au niveau international.
- Créativité et capacité à penser de manière novatrice.