Thèse : Nano-otomécanique avec des nanofils en cavité à très faible nombre de photons (H/F)

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
Les objectifs du projet de thèse visent à explorer de nouveaux régimes en nano-optomécanique en cavité, en concevant et en exploitant de nouveaux dispositifs fortement couplés dans lesquels les fluctuations quantiques de la lumière dominent la dynamique des oscillateurs, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en optomécanique et optique quantique.
Nous produisons et exploitons des microcavités de grande finesse et des sondes de force ultra-sensibles basés sur des matériaux semi-conducteurs (InP, GaP, SiC) permettant de confiner la lumière à l’échelle nanométrique. Des expériences récentes ont démontré la possibilité d'entrer largement dans le régime de couplage ultra-fort, où un seul photon dans la cavité peut déplacer l'oscillateur de plus que ses fluctuations de zéro point, ainsi qu’une sensibilité en force au niveau du photon unique. De nombreuses améliorations peuvent cependant être attendues en optimisant les résonateurs, ce qui nécessite une connaissance précise de leurs propriétés optiques et mécaniques, qui sont cependant délicates à cartographier à l’échelle nanométrique et dont l’étude sera au cœur du projet. Nous chercherons également à renforcer l’interaction lumière-matière en exploitant davantage le caractère semi-conducteur des structures : la lumière peut en effet générer des excitons et des charges photo-induites qui peuvent se propager le long des résonateurs sous l’action de champs électrostatiques. Comme observé récemment, ces excitations internes photo-induites peuvent être manipulées par des champs électrostatiques et RF, et permettent de renforcer considérablement l'interaction optomécanique.
Le projet vise à combiner et partager notre expertise dans les microcavités optique de grande finesse, les nano-résonateurs mécaniques et le transport électronique pour concevoir et exploiter de nouveaux dispositifs opto-mécaniques et atteindre de nouveaux régimes d’interaction.

Compétences attendues en :
- physique expérimentale
- optique et nano-optique
- nanomécanique Interfaçage (python/c)
- compétences théoriques en physique quantique et en matière condensée.

Reference: F. Fogliano et al, Nature Communications 12, 4124 (2021) F. Fogliano et al, Physical Review X 11, 021009 (2021)
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 situé à Grenoble, au cœur d'un environnement scientifique, industriel et culturel unique. C'est l'un des plus grands instituts de recherche français pour la recherche fondamentale en matière condensée, enrichi par des activités interdisciplinaires à l'interface de la chimie, ingénierie et biologie. Il emploie 450 personnes dont 175 chercheurs.
Le CNRS est un établissement public à caractère scientifique et technologique. Il a pour mission d’identifier, d’effectuer ou de faire effectuer, seul ou avec
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