Lieu : USPN, Villetaneuse
Référent : Gabriel Dutier
Context
Le doctorant occupera un poste de doctorant Marie Skłodowska-Curie entièrement financé, au sein du réseau doctoral QUEST (« Quantum Electrodynamics with Silicon Nanotechnology ») du programme Horizon Europe. QUEST rassemble des universités européennes de premier plan, des instituts de recherche et des entreprises innovantes afin de faire progresser les technologies quantiques grâce à la nanotechnologie du silicium. Au sein de ce réseau, vous ferez partie des 15 doctorants travaillant sur des projets de recherche complémentaires couvrant les matériaux semi-conducteurs, la nanofabrication, la photonique quantique, l’électrodynamique quantique, la caractérisation avancée et la modélisation théorique.
Ce projet de doctorat se déroulera au Laboratoire de physique des lasers de l’Université Sorbonne Paris Nord, sur le campus de Villetaneuse. Outre le temps passé au LPL, des détachements d’au moins trois mois sont prévus à l’Université technique du Danemark (DTU) pour la nanofabrication à Copenhague (Danemark) et à l’Université Humboldt de Berlin (Allemagne) pour des recherches théoriques ; LACE Lithography à Bergen (Norvège) est notre partenaire industriel pour les applications futures. Des réunions régulières sont également prévues avec les 14 autres doctorants du réseau doctoral, notamment dans le cadre de 2 écoles de formation et de 2 ateliers.
En tant que participant au projet, le doctorant intégrera une équipe du LPL disposant d’une expertise expérimentale en physique atomique et en nanotechnologie. Les activités menées dans le cadre de ce projet bénéficieront de synergies avec d’autres projets du groupe ainsi qu’avec d’autres activités du laboratoire. Le directeur de thèse principal sera le professeur Gabriel Dutier, du LPL USPN.
Mission
Les interactions entre les atomes et les surfaces dans le vide, appelées potentiel de Casimir-Polder (CP), font l’objet d’études depuis 30 ans, mais la mise en évidence d’un signal significatif se heurte à la difficulté que représentent les distances typiques inférieures à 100 nm entre l’atome et la surface. Les réseaux de transmission traversés par de l’argon métastable « froid » ont récemment démontré une maîtrise incontestablement supérieure des paramètres tant théoriques qu’expérimentaux pour la physique fondamentale [1-3].
Néanmoins, la possibilité de contrôler l’état interne des atomes dans une région où le potentiel CP est suffisamment fort conduit à une catégorie totalement différente de nouveaux phénomènes, en raison de la complexité et de l’amplification du potentiel CP pour les états atomiques excités. À titre d’exemples, on peut citer le contrôle du potentiel CP (amplifié, réduit ou répulsif, frottement quantique) jusqu’à des manifestations plus exotiques de l’intrication quantique, telles que les effets collectifs dans les forces de Casimir [4]. Le défi technique consiste toujours à réaliser un couplage résonant de la lumière à l’intérieur d’une fibre à cristal photonique 2D injectée pour créer une contrainte de vide. Les recherches théoriques viseront à rendre le champ évanescent électromagnétique aussi homogène que possible à l’intérieur des trous. Les contraintes expérimentales imposent toutefois une taille minimale de membrane de 300 × 100 micromètres.
Les répercussions scientifiques sont à la fois fondamentales et technologiques. La maîtrise de l’image de diffraction par la lumière à l’aide d’un seul nanogrille ouvre la voie à la conception de gravimètres et de gyroscopes intégrés, dotés d’un interféromètre en boucle fermée (3 nanogrilles successives), qui constitueraient des capteurs quantiques révolutionnaires.
Profil
Nous recherchons un ingénieur ou un physicien présentant un excellent parcours universitaire et ayant, dans l’idéal, déjà fait preuve de réalisations scientifiques. Nous souhaitons travailler avec des candidats très motivés, fiables, autonomes et ayant démontré, dans le cadre de leur mémoire de master, leur excellence en physique théorique, en électromagnétisme, en modélisation numérique ou en optique quantique. Autres qualités requises pour le candidat retenu :
- Faire preuve de curiosité intellectuelle et d’une réflexion approfondie et créative
- Assumer la responsabilité de l’avancement et de la qualité du projet.
- Il communique efficacement en anglais, tant à l’écrit qu’à l’oral
- Il fait preuve d’empathie et apprécie de travailler avec des personnes issues de milieux divers.
Vous devez être titulaire d’un master de deux ans (120 crédits ECTS) ou d’un diplôme similaire d’un niveau académique équivalent à un master de deux ans. La préférence sera donnée aux candidats possédant de solides connaissances en photonique, en optique quantique, en physique des lasers et en techniques numériques. Seuls les candidats dont la moyenne générale se situe parmi les meilleures pourront espérer être convoqués à un entretien.
Conformément aux règles de mobilité du programme Marie Skłodowska-Curie, vous ne devez pas avoir résidé ni exercé votre activité principale (travail, études, etc.) en France pendant plus de 12 mois au cours des 36 mois précédant immédiatement la date de recrutement.