En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez le dépôt de cookies dans votre navigateur. (En savoir plus)

CDD Doctorant en Physique/nanophotoique H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Assurez-vous que votre profil candidat soit correctement renseigné avant de postuler. Les informations de votre profil complètent celles associées à chaque candidature. Afin d’augmenter votre visibilité sur notre Portail Emploi et ainsi permettre aux recruteurs de consulter votre profil candidat, vous avez la possibilité de déposer votre CV dans notre CVThèque en un clic !

Faites connaître cette offre !

Informations générales

Référence : UPR10-MICPEF-011
Lieu de travail : VALBONNE
Date de publication : jeudi 26 septembre 2019
Nom du responsable scientifique : Patrice GENEVET et Jesus ZUNIGA PEREZ
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 2 décembre 2019
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Cette thèse est consacré à la conception, à la réalisation et à la caractérisation de nouveaux dispositifs optiques basés sur l'introduction d'éléments bidimensionnels, les métasurfaces. Ces élements sont composés de diffuseurs optiques résonants de taille sous-longueur d'onde. Ces derniers sont généralement positionnés le long d'une interface selon un motif approprié et à une distance également sous-longueur d'onde. La présence de ces diffuseurs introduit des brusques changements locaux de phase, ce qui ouvre la voie à une maitrise nouvelle de la direction de propagation du champ électromagnétique.
Dans cette thèse , nous proposons de réaliser des métasurfaces sur des dispositifs lasers type « vertical cavity surface emitting laser (VCSEL)» ou « edge emitter » qui ont la propriété d'émettre de la lumière laser, donc cohérente et à une longueur d'onde bien spécifique, par la surface ou par la tranche. Nous proposons de nous servir du concept metasurface pour contrôler la direction de la lumière émise par ce genre de dispositifs et en influencer les caractéristiques. Cette approche va effectivement nous permettre de réaliser de nouveaux types de lasers, soit en contrôlant leurs collimation (mot technique indiquant que la lumière émise ne s'étale pas dans toute les directions mais au contraire reste confinée dans un faisceau de quelque mm de diamètre au cours de la propagation), soit en influençant directement le processus laser. En effet, deux processus physiques permettent d'obtenir une émission de lumière cohérente caractéristique des faisceaux lasers. La première approche, basée sur une inversion de population est utilisée dans la plupart des dispositifs. La deuxième s'appuie sur un processus de condensation d'états quantiques (mi-photons mi-excitons) encore appelé polaritons. De par leur nature hybride, les mécanismes de condensation des polaritons sont fortement influencés par la dispersion de la cavité laser. Puisque les métasurfaces permettent de modifier et de contrôler les propriétés optiques d'une cavité laser, elles nous permettront de concevoir des dispositifs lasers innovants, basés sur les effets de condensations inédits.

Ces nouveaux types de composants ont un certain nombre d'applications. Sachant par exemple que les sources VCSEL sont aujourd'hui les sources lasers les plus utilisées dans les composants opto-électroniques modernes, le candidat aura la possibilité de travailler en relation avec des industriels afin de faire valoir et d'exploiter ses avancées en laboratoire.

Contexte de travail

Le Centre de Recherche pour l'Hétéro-Epitaxie et ses Applications (CRHEA - UPR10) est un laboratoire de recherche du CNRS spécialisé dans l'épitaxie des matériaux semi-conducteurs à grande bande interdite comme les matériaux nitrures d'éléments III (GaN, AlN), l'oxyde de zinc (ZnO), le carbure de silicium (SiC) et leur micro- et nanofabrication en salle blanche. Le CRHEA étudie également les matériaux 2D comme le graphène, ou le nitrure de bore.

Les grands domaines couverts par le CRHEA concernent la transition énergétique, les communications du futur, l'environnement et la santé. Le CRHEA effectue également des études fondamentales en nanosciences et en croissance cristalline.

Les matériaux à grande énergie de bande interdite sont des éléments clefs pour l'électronique de puissance, l'électronique à très haute fréquence, l'éclairage à base de LEDs et les nouvelles générations de micro-afficheurs. Les sources lasers fonctionnant dans le visible et dans l'Ultra-Violet réalisées au CRHEA ont des applications multiples pour l'éclairage, la biophotonique et pour la purification de l'eau. Le CRHEA développe également des composants dans le domaine THz, des circuits photoniques, des composants optiques avancés à base de métasurfaces, des applications en spintronique, des capteurs et s'implique dans le développement des technologies quantiques.

Le laboratoire dispose de huit réacteurs de croissance par épitaxie par jets moléculaires et de six réacteurs de croissance en phase vapeur. Il dispose également d'outils de caractérisation structurale des matériaux et une salle blanche pour la micro et nanofabrication.
La combinaison d'approches descendantes et ascendantes permet d'exploiter toutes les possibilités offertes par les nanostructures et c'est la force de l'équipe Nanotechnologies, qui utilise GaN et ZnO comme matériaux de choix. Nos intérêts vont de la science fondamentale des matériaux, y compris la croissance MBE et MOCVD de nouveaux matériaux (par exemple ZnMnO, nitrures de terres rares et oxynitrures), au développement de systèmes nanophotoniques plus complexes. Il s'agit notamment de métasurfaces, qui permettent la fabrication de composants optoélectroniques ultraminces-ultralégers tels que des métalentilles, des microcavités optiques. Ces dernières sont le terrain de jeu idéal pour tester des effets en électrodynamique quantique et obtenir des condensats Bose-Einstein dans un environnement à semi-conducteurs. Enfin, une dernière plateforme nanophotonique à base de nanofils GaN est capable de stimuler les cellules biologiques avec une résolution spatiale sans précédent. Par ailleurs, la manipulation du spin de porteurs et / ou excitons au sein de ces structures photoniques, grâce à nos matériaux magnétiques, ouvre la possibilité de coupler spin et photons dans une interface électriquement adressable.

Contraintes et risques

Le candidat devra effectuer des expériences d'optiques à l'aide de lasers impulsionnels (classe 3B). Il sera amené à utiliser les équipements de la salle blanche du CRHEA pour la réalisation de composants nanostructurés, incluant des étapes de dépôts de métal, de gravures plasma et autres utilisations de produits chimiques.

On en parle sur Twitter !