poste de doctorant (H/F): Émetteurs Térahertz Hybrides Photonique-Spintronique

Sujet de thèse :
Le projet SPINCHIP explore une nouvelle frontière émergente dans la science des térahertz (THz), en développant des circuits intégrés hybrides photonique-spintronique pour la génération de THz à l’échelle des puces. La technologie térahertz est un élément clé pour les futures avancées dans les communications sans fil (6G et au-delà), l’informatique haute vitesse, les capteurs avancés, ainsi que la métrologie de précision et les études fondamentales en physique des solides. Cependant, les méthodes actuelles de génération et de traitement des signaux THz — basées sur des approches électroniques conventionnelles et photoniques en espace libre — sont encombrantes, inefficaces, limitées en plage de fréquences et difficiles à accorder et à contrôler. Ce goulot d’étranglement freine d’importantes innovations technologiques.
Ce projet adopte une approche novatrice en exploitant la spintronique, qui tire parti du spin intrinsèque des électrons dans de fines couches ferromagnétiques pour convertir des impulsions optiques femtosecondes en rayonnement THz ultra-large bande. De tels émetteurs THz spintroniques à effet Hall inverse (ISHE STE) ont ouvert un tout nouveau paradigme pour la génération THz efficace et réglable, grâce à leur réponse ultrarapide, leur contrôle par champ magnétique et leur quasi-indépendance par rapport à la longueur d’onde de pompage. L’intégration des ISHE STE dans une plateforme de circuits photoniques compacts devrait considérablement élargir les fonctionnalités de cette technologie innovante de génération THz.
En intégrant ces émetteurs dans une plateforme photonique en nitrure de silicium, nous visons à développer des sources compactes, hautement réglables et efficaces de rayonnement THz impulsionnel et en onde continue (100 GHz–10 THz) pouvant être intégrées dans les futures technologies haute vitesse — ouvrant la voie à des systèmes THz miniaturisés, évolutifs et économes en énergie.
Les partenaires du consortium franco-suisse ont déjà initié les premières étapes préliminaires vers ce nouvel émetteur hybride spin-photonique intégré. Le doctorant fera partie de cette initiative de recherche de pointe, sous la direction de deux institutions de recherche de haut niveau, avec accès à des installations expérimentales et technologiques de dernière génération.
Cette nouvelle direction captivante des circuits hybrides intégrés spin-photoniques demeure en grande partie inexplorée, laissant de nombreuses questions scientifiques ouvertes. Voici quelques-uns des défis clés que le doctorant sera amené à relever :
Optimisation de l’émission térahertz spintronique à l’échelle de la puce : les émetteurs THz spintroniques classiques ont démontré des performances à large bande remarquables, mais leur intégration dans des circuits photoniques compacts reste un territoire largement inexploré.
Pompage optique et guidage d’ondes efficaces : tandis que les émetteurs spintroniques en
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