Thèse : Épitaxie de points quantiques d'arséniures (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

L'objectif de cette thèse est de lancer le développement de sources de photons uniques (SPS) émettant dans les longueurs d'onde des télécommunications, une avancée cruciale nécessaire à la mise en place de communications quantiques sur de longues distances et à la réalisation d'un processeur quantique photonique. L'utilisation de photons comme qubits présente un intérêt particulier car ceux-ci présentent une faible décohérence. Lorsque leur énergie se situe dans la gamme des télécommunications, ils sont également compatibles avec les infrastructures optiques existantes, ce qui permet un transfert d’informations à haut débit et à faibles pertes. Cela les rend idéaux pour la communication quantique sur de longues distances. Le silicium étant transparent dans cette gamme spectrale, il est également possible de s’appuyer sur les progrès extraordinaires réalisés dans la technologie du silicium sur isolant pour mettre au point un processeur quantique photonique.
Malheureusement, à l’heure actuelle, il n’existe aucune source capable d’émettre à la demande des photons uniques « de télécommunications » indiscernables les uns des autres. Or, cela est essentiel pour permettre la coalescence des photons, un phénomène fondamental au cœur des répéteurs quantiques destinés à la communication quantique, ou pour générer de l’intrication dans un circuit intégré photonique destiné au processeur quantique photonique, éléments constitutifs du futur Internet quantique.
L’objectif de cette étape est de s’attaquer à ce problème en développant de nouvelles approches pour l’épitaxie de points quantiques (QD) à base d’arséniures, afin de créer une source idéale de photons uniques. Nous explorerons une méthode innovante de croissance de ces structures par épitaxie par faisceau moléculaire. Le procédé implique la formation de nanogouttelettes de métaux du groupe III, permettant la gravure locale d’un substrat III-As afin de former un nanotrou, suivie de la formation de points quantiques par remplissage de ce nanotrou.
Cette approche novatrice devrait faciliter la synthèse de points quantiques symétriques de grande taille, présentant une taille hautement reproductible et une émission optique rapide, ce qui réduira la sensibilité au bruit environnemental et constituera une source prometteuse de photons uniques indiscernables. Ces travaux consisteront à optimiser la croissance des points quantiques par la méthode LDE afin d’obtenir une émission à la longueur d’onde des télécommunications.

Liste des compétences attendues et appréciées :
- physique des semi-conducteurs
- caractérisation optique et structurelle des matériaux (MEB/AFM/DRX/PL/RHEED)
- expérience en MBE
- simulations de structure électronique (méthodes DFT/kp)

Votre Environnement de Travail

L'Institut NÉEL est une Unité propre de recherche du CNRS (UPR2940) conventionnée avec l'Université Grenoble Alpes. Le laboratoire est rattaché au CNRS Physique.
Il est situé à Grenoble, au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdisciplinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.
Le CNRS est un établissement public à caractère scientifique et technologique. Il a pour mission d’identifier, d’effectuer ou de faire effectuer, seul ou avec ses partenaires, toutes recherches présentant un intérêt pour l’avancement de la science ainsi que pour le progrès économique, social et culturel. Internationalement reconnu pour l’excellence de ses travaux scientifiques, le CNRS est une référence aussi bien dans l’univers de la recherche et développement que pour le grand public.

Cette thèse s'inscrira dans le cadre du groupe de nanophysique et des semi-conducteurs, au sein d'une équipe mixte CEA-CNRS, avec accès aux équipements des deux centres. Elle portera sur la croissance par MBE d’échantillons de points quantiques d’arséniures par LDE. Des méthodes de caractérisation telles que la photoluminescence, l’AFM, la diffraction des rayons X (XRD) ou la microscopie électronique à balayage (SEM) et à transmission (TEM) seront également utilisées pour comprendre les caractéristiques des échantillons obtenus. De même, des simulations de la structure électronique des points quantiques seront essentielles pour comprendre leur comportement.

Le candidat sera accueilli à l’Institut Néel, au sein de l’équipe : NPSC, du département PLUM.

Contraintes et risques

Ce poste implique la manipulation de substances chimiques dangereuses, de nanomatériaux, de systèmes cryogéniques et de lasers.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération 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

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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