L2C

Technologies Quantiques à l’Etat Solide (S2QT)

Responsable : Isabelle ROBERT-PHILIP

Chercheurs CNRS :
DREAU Anaïs
FINCO Aurore
JACQUES Vincent
ROBERT-PHILIP Isabelle

Enseignant-Chercheur UM :
CASSABOIS Guillaume

Ingénieur de Recherche :
VALVIN Pierre

Émérite :
GIL Bernard		Doctorantes & Doctorants :
BEIGNON Romeo
CACHE Félix
CLUA-PROVOST Tristan
IBANEZ Alexandra
MAURYA Priya Prakash
MORANDINI Alicia
PLO Juliette
SCHRADER Carolin
SFEIR Elias
TOURNAUD Jessica
WANE Elijah

Post-Doc :
VELLIYUR RAMACHANDRAN Krithika

Chercheuses Contractuelles :
MESPLE Florie
Publications
Thèses

L’équipe Solid State Quantum Technologies (S2QT) mène deux lignes de recherche :

  • La première concerne les semiconducteurs et matériaux bi-dimensionnels à large bande interdite. L’objectif est de comprendre et de contrôler leurs propriétés optiques et phononiques, ainsi que de concevoir de nouveaux composants photoniques dans les gammes spectrales UV et IR. Ces recherches s’appuient sur un dispositif unique de microscopie optique fonctionnant jusqu’à l’UV-C.
  • La seconde ligne de recherche explore et exploite la nature quantique des défauts uniques dans les cristaux semi-conducteurs, isolés dans des matériaux massif (tels que le diamant ou silicium) ou bi-dimensionnel (tels que le nitrure de bore hexagonal). Ces travaux visent des applications en communications et capteurs quantiques, avec pour objectif de réaliser des interfaces quantiques optiquement actives et évolutives, ainsi que des capteurs polyvalents d’une sensibilité et d’une précision spatiale ultimes.

Thèmes de recherche :

Les recherches entreprises dans l’équipe couvrent plusieurs thématiques de recherche actuelles : la physique pour les technologies quantiques, la science des matériaux ainsi que la photonique avancée. Ces travaux abordent à la fois des aspects fondamentaux et appliqués, en explorant et en mettant à profit les effets quantiques à l’échelle nanométrique. Nos activités se développent selon quatre axes principaux :

  • Centres colorés individuels dans le silicium
    Nous explorons les propriétés quantiques photoniques et de spin de défauts individuels optiquement actifs dans le silicium, en combinant les atouts des systèmes atomiques et de la matière condensée pour développer des applications innovantes en communication quantique sur fibres optiques et photonique quantique intégrée.
  • Capteurs quantiques basés sur des défauts de spin dans des matériaux 2D
    Nous explorons les propriétés de défauts de spin dans le nitrure de bore hexagonal (hBN), qui constituent des candidats très prometteurs pour le développement de capteurs quantiques 2D flexibles, permettant une exploration à l’échelle atomique de transitions de phase dans les matériaux 2D.
  • Imagerie à l’échelle nanométrique à partir de centres NV dans le diamant
    En utilisant des spins isolés dans le diamant, nous développons et utilisons des outils de microscopie quantique polyvalents à l’échelle nanométrique, nous permettant d’explorer les propriétés de matériaux magnétiques et multiferroïques émergents, ouvrant ainsi la voie à des avancées en spintronique.
  • Semi-conducteurs à large bande interdite pour l’optoélectronique dans l’ultraviolet profond
    Nous explorons la physique des semi-conducteurs à très large bande interdite pour des applications en optoélectronique dans l’ultraviolet profond. Nos travaux se concentrent actuellement sur le nitrure de bore hexagonal (hBN), un matériau bidimensionnel présentant des propriétés exceptionnelles pour les dispositifs opérant dans les gammes spectrales UV et IR.

Équipements :

L’équipe dispose de plusieurs bancs de spectroscopie couvrant une large gamme spectrale, de l’ultraviolet à l’infrarouge, capables d’opérer dans des conditions extremes de temperature (<200 mK) et de pression (<10 GPa), et spécialement conçus pour l’étude d’émetteurs uniques. Elle est également dotée de plusieurs dispositifs d’imagerie à centre NV, fonctionnant aussi bien en mode à balayage qu’en champ large.

Une particularité de la plateforme expérimentale de l’équipe est l’existence d’un microscope optique à balayage, achromatique, limité par la diffraction jusque dans la gamme spectrale UV-C (λ~200 nm), permettant d’étudier des échantillons dans un environnement cryogénique avec une résolution spatiale comparable à la longueur d’onde.

Thèses récentes :