H/F doctorant Détecteur infrarouge à base de nanocristaux reconfigurable

Les missions du poste

Missions
L’objectif du projet est de concevoir, fabriquer et caractériser un capteur infrarouge fonctionnant dans la bande infrarouge courte et étendue (c’est-à-dire jusqu’à 2,5 µm) ainsi que dans le moyen infrarouge (3–5 µm). Bien qu’un tel dispositif existe déjà, nous visons désormais à les rendre reconfigurables après fabrication, ce qui signifie généralement que leur réponse spectrale peut être modifiée grâce à un paramètre de contrôle tel qu’une polarisation électrique. Nos résultats préliminaires (voir publications de l’équipe dans la section contexte) montrent qu’un tel effet peut être obtenu en combinant une carte d’absorption inhomogène et une longueur de diffusion dépendante du champ. Ce dernier effet est obtenu gratuitement grâce à la conduction par saut, tandis que le premier est généré par une cavité photonique. Le travail consistera ici à maximiser l’inhomogénéité spatiale du champ électromagnétique en utilisant différents types de cavités (plasmoniques, diélectriques) afin de générer de nouveaux profils spectraux. Diverses fonctions spectrales seront visées, telles que la sélection de bande, le filtrage à encoche… Un objectif à long terme sera d’explorer le transfert de ce concept d’un dispositif monopixel à un imageur.

Activités
• Fabrication de films minces de nanocristaux
• Mesures optiques pour la caractérisation des films minces (microscopie, ellipsométrie)
• Conception électromagnétique du dispositif à l’aide de logiciels tels que les logiciels FDTD et la méthode des éléments finis
• Fabrication en salle blanche (y compris lithographie par faisceau d’électrons), ainsi que caractérisations optiques et électriques
• Caractérisation optoélectronique du capteur infrarouge (I-V, spectre de photocourant, réponse temporelle, bruit, mesures cryogéniques)
• Des mesures ponctuelles sur synchrotron peuvent également être envisagées afin de déterminer la structure de bande du dispositif et d’en apprendre davantage sur la structure électronique des matériaux
• Rédaction de rapports sur les résultats

Compétences
Le candidat devra avoir de solides connaissances en physique des semi-conducteurs. Une expérience dans l'un des domaines suivants serait souhaitable : fabrication en salle blanche, mesure du transport électronique dans des conditions cryogéniques, manipulation de nanocristaux colloïdaux. Il est essentiel d'avoir publié des articles scientifiques pour postuler. Le candidat doit avoir une forte appétence pour le travail expérimental (développement de nouveaux instruments et mesures de caractérisation). Le projet est également très multidisciplinaire, impliquant la chimie, la physique de la microfabrication et l'instrumentation. Vous n'avez pas besoin d'être un expert dans tous les domaines, mais soyez prêt à apprendre sur tous les aspects du projet. Le candidat devra travailler au sein d'une équipe internationale, il est donc nécessaire de parler couramment anglais.

Contexte de travail

Contexte
La thèse est financée par l’ERC dans le cadre du projet AQDtive.
Le travail sera réalisé à l’Institut des Nanosciences de Paris (INSP) au sein de l’équipe d’Emmanuel Lhuillier.
Le projet sera mené en collaboration avec des partenaires internes (autres membres du groupe, ingénieur du laboratoire) ainsi qu’avec des collaborateurs académiques, en particulier l’Onera et le LPENS.


Publications du groupe sur le sujet
1. Bias reconfigurable photoresponse of infrared nanocrystal film integrated into a coupled nano Fabry Perot resonator, T. H. Dang, C. Abadie, A. Chu, M. Cavallo, A. Khalili, C. Dabard, E. bossavit, H. Zhang, Y. Prado, D. Pierucci, J. K. Utterback, Y. Todorov, C. Sirtori, P. Bouchon, G. Vincent, A. Vasanelli, B. Fix, E. Lhuillier, ACS photonics 10, 1601 (2023)
2. Design Rules for Efficient Metallic Mid Infrared Transparent Electrode Dedicated to Nanocrystal-based Devices, T. H. Dang, M. Cavallo, A. Khalili, E. Bossavit, H. Zhang, Y. Prado, C. Abadie, E. Dandeu, S. Ithurria, G. Vincent, Y. Todorov, C. Sirtori, A. Vasanelli, E. Lhuillier, ACS Photonics 11, 1928 (2024)
3. Multiresonant Grating to replace Transparent Conductive Oxide Electrode for bias selected filtering of infrared photoresponse, Tung H. Dang, M. Cavallo, A. Khalili, C. Dabard, E. Bossavit, H. Zhang, N. Ledos, Y. Prado, X. Lafosse, C. Abadie, S. Ithurria, G. Vincent, Y. Todorov, C. Sirtori, A. Vasanelli, E. Lhuillier, Nano Lett 23, 8539 (2023)

Contraintes et risques

Manipulation de nanoparticules, laser et source X
Travail à temps plein sur site