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

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)
Contexte :
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 s
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