H/F : thèse de doctorat sur l'interactions entre résonateurs photoniques et objets chiraux

Sujet de thèse :
Ce projet de doctorat vise à approfondir notre compréhension fondamentale de la façon dont la lumière interagit avec les matériaux chiraux placés dans le champ proche de nanostructures photoniques. Le projet se concentre sur l'identification et la quantification d’observables physiques clés tels que la densité de chiralité optique (C) et la densité locale d'états polarisés circulairement (cp-LDOS).
Dans une première partie, il s’agit d’étudier la densité de chiralité optique à proximité des résonateurs nanophotoniques. Cette partie se concentrera sur la mesure de la façon dont les molécules chirales absorbent la lumière à proximité de nanostructures adaptées, dans le but de quantifier C. Deux types de nanostructures seront étudiés : 1/ des résonateurs plasmoniques en or fonctionnalisés avec des chromophores chiraux liés par des brins d'ADN ou des protéines photosynthétiques, 2/ des résonateurs en silicium conçus pour isoler les contributions des dipôles électriques et magnétiques. La distance chromophore-résonateur sera contrôlée par la longueur des brins d'ADN. La variation des types de chromophores et des géométries de résonateurs permettra d'étudier l'interaction résonante entre les résonances photonique et électronique. Des mesures polarimétriques de dichroïsme circulaire seront effectuées à l'aide d'un dispositif optique conçu sur mesure déjà présent au laboratoire. Dans la deuxième partie, nous explorerons comment l'environnement électromagnétique chiral local affecte l'émission de lumière à partir d'émetteurs uniques, en ciblant la mesure de la cp-LDOS. Des techniques d'origami d'ADN seront utilisées pour positionner des chromophores avec une précision de l'ordre du nanomètre à proximité de nano-bâtonnets d'or utilisés comme résonateurs photoniques. La photoluminescence polarisée d'une seule particule sera mesurée à l'aide d'un polarimètre intégré à un microscope.
Cette thèse à caractère expérimental sera complétée par des modélisations numériques (logiciels commerciaux).
Contexte :
L’Institut des NanoSciences de Paris (INSP) est une unité mixte de recherche de 182 personnes située sur le campus Pierre et Marie Curie de Sorbonne Université. Le doctorat s’effectuera dans l’équipe ‘Nanophotonique et optique quantique’ au sein de l’INSP. Le travail sera co-dirigé par M. Sanz-Paz et B. Gallas tous deux chercheurs CNRS. Le/La candidat(e) sera physicien(ne) avec une solide formation en science des matériaux, des connaissances en plasmonique et une première expérience en greffage de molécules sur des résonateurs seront appréciés. Le/la candidat(e) manifestera un goût marqué pour la physique expérimentale. Bien que le travail s’effectuera à l’INSP, le doctorat s’effectuera dans un environnement collaboratif.
Le projet est financé dans le cadre des PEPR ce qui implique une validation des candidat(e)s par le Fonctionnaire Sécurité Défense.