DESCRIPTION

Les progrès drastiques récents des technologiques quantiques nous permettent d’envisager des applications révolutionnaires en termes de calcul et de traitement de l’information. De nouvelles applications émergent également dans l’imagerie biologique, nécessitant la fabrication de sources efficaces de photons uniques à température ambiante, et avec des longueurs d’ondes variées.
De nouveaux types d’émetteurs, tels que les nanocristaux de pérovskites[1], sont prometteurs car très brillants à température ambiante. Le couplage à guide d’onde pour collecter efficacement les photons émis peut se faire en déposant des émetteurs sur une nanofibre tirée (voir Figure 1 (a)). En effet, les nanofibres, dont le diamètre est inférieur à 500μm permettent de guider la lumière tout en ayant la majeure partie de leur mode optique à l’extérieur. Par couplage évanescent les photons émis par les émetteurs quantiques peuvent ainsi être couplés à l’intérieur d’une fibre optique (voir Figure 1(b))[2], et utilisés pour diverses applications comme par exemple le développement de méthodes d’imagerie intracrâniennes moins intrusives. Cette méthode de collection permet en outre d’étudier les propriétés spectroscopiques de ces émetteurs.
Le projet de stage propose l’étude de nouveaux types d’émetteurs comme les centres lacunes Germanium (GeV) dans des nanocristaux de diamant. Ceux-ci semblent promettre une stabilité et une cohérence similaire à leurs équivalents dans des matrices de diamants (dit « bulk »)[3]. L’étudiant.e caractérisera les propriétés d’émission en photon unique de ces émetteurs quantiques, et en particulier considérera des méthodes pour amplifier et améliorer cette émission, comme par exemple la présence d’antennes en or sur la nanofibre, une technique récemment maitrisée par notre groupe et ses collaborateurs.

Références :
[1] S. Pierini et al., ACS Photonics, 7, 8, 2265–2272 (2020)
[2] S Pierini et al., J. Phys.: Conf. Ser. 1537 012005 (2020)
[3] M. Nahra et al., AVS Quantum Sci. 3, 012001 (2021)

PROFIL

Il est attendu que l’étudiant.e soit en Master 2 en physique quantique, optique ou nanoscience (avec des cours en nanophotoniques). L’étudiant.e devra avoir eu de l’expérience en techniques expérimentales (TPs, stages précédents). Nous sommes à la recherche d’étudiant.e.s motivé.e.s et pouvant assez rapidement faire preuve d’esprit d’initiative et d’autonomie dans son organisation et sa recherche. Enfin l’étudiant.e doit pouvoir travailler en équipe au sein du groupe que ce soit sur le projet directement mais aussi plus généralement faire preuve d’une attitude positive et d’entraide avec les autres membres de l’équipe et du laboratoire qui travaillent sur d’autres thématique.