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Sujets de thèse
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DRF : Sujet de thèse SL-DRF-20-0525

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique mésoscopique / Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Contrôle dynamique de l'émission spontanée par commutation ultrarapide de microcavités optiques

RÉSUMÉ DU SUJET

Grâce au développement de l’optique quantique, on sait qu’il est possible de contrôler les propriétés optiques d’un émetteur de lumière, en modifiant son environnement électromagnétique. Par exemple, en le plaçant dans une microcavité optique ("boîte à photons" à modes électromagnétiques discrets), on peut augmenter ou réduire dans une très large mesure son taux d’émission spontanée. Jusqu’ici, ces expériences ont été réalisées dans le régime "statique", pour lequel le couplage entre l’émetteur et la cavité optique ne change pas à l’échelle du temps d’émission d’un photon.

Notre équipe a récemment montré qu’on peut changer en quelques picosecondes la fréquence des modes résonants d’une microcavité optique en injectant optiquement des paires électron-trou. Ce travail de thèse visera à utiliser la possibilité nouvelle pour contrôler en temps réel le taux d’émission spontanée de boîtes quantiques. Le/la doctorant(e) commencera par étudier et optimiser des microcavités optiques semiconductrices dont la fréquence des modes résonnant est modifiée de façon réversible et à l’échelle de 10 ps via une excitation optique. Ensuite, il/elle appliquera ces cavités au contrôle de l’émission de photon unique par une boîte quantique semiconductrice. En jouant sur l’accord spectral émetteur-cavité, il/elle montrera qu’il est possible de modifier la dynamique de l’émission spontanée, à une échelle de temps très inférieure au temps typique d’émission d’un photon et de contrôler l’enveloppe temporelle du photon unique. Il/elle pourra appliquer dans un second temps la commutation ultrarapide de cavités à la translation de fréquence (changement de couleur !) de photons uniques. Ces deux objectifs constituent des enjeux majeurs pour le développement de la photonique quantique.

Notre équipe NPSC a une position de pointe dans le domaine de la nanofabrication de microstructures photoniques et la commutation ultrarapide de microcavités. Le doctorant sera fortement impliqué dans la conception et la fabrication des microcavités optiques au sein de la plate-forme technologique amont (PTA) de Grenoble. Il conduira par ailleurs les études de spectroscopie optique sur un banc de microphotoluminescence résolue en temps à l’échelle picoseconde.

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble
DEPHY
Centre : Grenoble
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2020
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Jean-Michel GERARD  

CEA
DRF/IRIG
CEA/IRIG/PHELIQS/NPSC
17 rue des Martyrs
38054 Grenoble cedex 9

Téléphone : +33 4 38 78 31 34

UNIVERSITÉ / ÉCOLE DOCTORALE
Université Grenoble Alpes
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble
DIRECTEUR DE THÈSE

Jean-Michel GÉRARD

CEA
DRF/IRIG/PHELIQS
CEA/Grenoble
IRIG/PHELIQS
17 rue des Martyrs
38054 Grenoble Cedex 9