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• La conscience des responsabilités
• La coopération
• La curiosité
Référence
SL-DRT-25-0537
Direction
DRT
Description du sujet de thèse
Domaine
Défis technologiques
Sujets de thèse
Emission TeraHertz dans des puits quantiques topologiques HgTe/CdTe
Contrat
Thèse
Description de l'offre
Les sources de lumières cohérentes dans le domaine TeraHertz sont aujourd’hui inexistantes. Le graphène a été proposé pour réaliser de telles sources en utilisant les transitions entre niveaux de Landau sous champ magnétique mais l’équidistance énergétique entre ces niveaux ne permet pas d’écarter les recombinaisons non-radiatives de type Auger. Une nouvelle classe de matériaux, les isolants topologiques, permet de contourner ce problème en modifiant la répartition de ces niveaux de Landau par ouverture d’un gap, tout en conservant un système électronique de Dirac. HgTe/CdTe fait partie de ces isolants topologiques avec des mises en évidence expérimentales très claires de ces effets et des propriétés de transport électronique uniques. Nous proposons de réaliser des puits quantiques HgTe/CdTe en se plaçant au voisinage de la transition topologique. Nous avons récemment démontré expérimentalement l’émission Terahertz à partir de transitions de Landau avec un simple puits quantique. La problématique de la thèse consiste à optimiser l’épitaxie de ce système HgTe/CdTe et réaliser des empilements à multiples puits de façon à augmenter le gain. Ces multipuits devront être placés dans une cavité optique adaptée, à base de miroirs métalliques. Les électrons de Dirac devront également être polarisés par effet de grille pour ajuster les positions énergétiques des niveaux de Landau et contrôler leur population. Les procédés micro-électroniques seront employés pour y parvenir. Enfin, les propriétés d’émission TeraHertz seront déterminées précisément par spectroscopie magnéto-optique.
L’ensemble du travail de thèse conduira à préciser le potentiel de ce nouveau type de matériau pour des applications aux lasers TeraHertz et si possible à en faire une première démonstration.
Université / école doctorale
Ecole Doctorale de Physique de Grenoble (EdPHYS)
Université Grenoble Alpes
Localisation du sujet de thèse
Site
Grenoble
Critères candidat
Formation recommandée
Mater recherche Physique du solide, matière condensée
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2025
Personne à contacter par le candidat
BALLET Philippe
philippe.ballet@cea.fr
CEA
DRT/DPFT/SMTP/LMP
CEA/Grenoble
17, rue des Martyrs
38054 Grenoble cedex 9
0438782930
Tuteur / Responsable de thèse
ORLITA Milan
milan.orlita@lncmi.cnrs.fr
CNRS - INstitut Néel
LNCMI
LNCMI
Institut Néel - CNRS
Rue des Martyrs
38000 Grenoble, France
(+33)(0)4.76.88.70.14
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