En utilisant ce site, vous acceptez que les cookies soient utilisés à des fins d'analyse et de pertinence     Oui, j'accepte  Non, je souhaite en savoir plus
Sujets de thèse
Filtrer par critères

DRF : Sujet de thèse SL-DRF-17-0322

DOMAINE DE RECHERCHE
Physique du solide, surfaces et interfaces / Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences
INTITULÉ DU SUJET Français English

Source de photons uniques efficace à base de nanofils semiconducteurs

RÉSUMÉ DU SUJET

La source de photons uniques est un élément clé dans le cadre de la communication et calcul quantique. Les photons uniques, émis un par un et codés par leur polarisation, jouent le rôle de qubits volants dans les échanges d’information. Ils sont en particulier requis dans de nombreux protocoles de cryptographie quantique, intrinsèquement surs, qui permettent la transmission d'une clé de décryptage secrète. Une telle source peut être réalisée avec des boîtes quantiques à base de semiconducteurs comme cela a été démontré dans de nombreux matériaux. Cependant ces démonstrations étaient pour la plupart limitées à des températures cryogéniques. Notre équipe a montré très récemment qu’une boîte quantique CdSe insérée dans un nanofil ZnSe, était capable d’émettre des photons uniques jusqu’à la température ambiante [1]. Ce résultat remarquable (une 1ère mondiale pour une boîte quantique épitaxiée) ouvre les perspectives d’une utilisation réaliste des boîtes quantiques dans les technologies de l’information quantique. De plus, l’émission dans le visible de ces boîtes CdSe/ZnSe est particulièrement bien adaptée pour les communications en espace libre (pour l’établissement de liaisons sol-satellite par exemple) grâce à la grande transparence de l’atmosphère et la disponibilité de détecteurs rapides de photons uniques dans ce domaine spectral.

Le but de la thèse est de développer une source de photons uniques efficace à base d’une boîte quantique formée dans un nanofil de semiconducteur II-VI. Il consistera à étudier (i) la croissance d’hétérostructures de nanofils de type cœur-coquille afin d'améliorer le rendement quantique d'émission, (ii) le couplage de ces nano-émetteurs à diverses structures photoniques pour une extraction et une collection efficace de la lumière, et (iii) la possibilité de mettre en œuvre une excitation optique par micro-laser pour obtenir un dispositif compact. Ces études offrent la possibilité d'explorer des phénomènes physiques de base (mécanismes de croissance, interaction nanostructure-photon etc...) à l'échelle nanométrique, tout en contribuant au développement d'un dispositif original et essentiel pour le domaine de la communication quantique et de l'information quantique.

[1] Ultrafast Room Temperature Single-Photon Source from Nanowire-Quantum Dots, S. Bounouar et al., Nano Lett. 12, 2977 (2012).

FORMATION NIVEAU MASTER RECOMMANDÉ

Master matière condensée / Optique / matériaux, goût pour l’expérimental

INFORMATIONS PRATIQUES
Institut nanosciences et cryogénie
Photonique, Electronique et Ingénierie Quantiques
Laboratoire de Nano Physique des Semi-Conducteurs
Centre : Grenoble
Date souhaitée pour le début de la thèse : 01/10/2017
PERSONNE À CONTACTER PAR LE CANDIDAT

Edith BELLET-AMALRIC  

CEA
DRF/INAC/PHELIQS/NPSC
17 avenue des Martyrs
38054 Grenoble
CEA/Grenoble

Téléphone : +33 4 38 78 44 06

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

Kuntheak KHENG

Universite Grenoble Alpes
DRF/INAC/PHELIQS/NPSC
CEA/Grenoble
DRF/INAC/PHELIQS/NPSC
17 rue des martyrs
38054 Grenoble cedex9