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Physique de l’état condensé, chimie et nanosciences >> Interactions rayonnement-matière
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Couplage de résonateurs optomécaniques en régime quantique pour une conversion de fréquence micro-onde Infrarouge

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Composants Micro-Capteurs

le candidat devra posséder une formation en physique générale (quantique) et appliquée, idéalement en nanotechnologies. Une connaissance de la physique des semi-conducteurs, en optique IR et micro-onde serait un plus.

01-10-2020

PsD-DRT-20-0036

guillaume.jourdan@cea.fr

Les technologies de calcul quantique les plus prometteuses aujourd'hui fonctionnent à très basse température aux fréquences micro-ondes (~10 GHz) alors que les réseaux de télécommunication capables de préserver l'information dans des états non classiques (superposition, intrication) utilisent entre autres des photons infrarouges (fibre optique) à température ambiante. Les moyens de conversion de fréquence actuels offrent des efficacités médiocres (10-6) qui les rendent incapables de préserver la nature quantique de l'information. Un convertisseur micro-onde/optique de très haute efficacité (>0.5) constitue un jalon essentiel pour relier ces deux domaines fréquentiels et donner naissance à un véritable réseau de calculateurs quantiques distribués (quantum internet). Il s'agit ici de développer un tel convertisseur à base de nano résonateurs mécaniques NEMS en exploitant leur propriété de couplage multi échelle avec des résonateurs électromagnétiques. Des travaux sont actuellement en cours au Leti pour amener des NEMS dans leur état fondamental en les couplant à des résonateurs micro-ondes. L'objectif du post doc est de poursuivre ces efforts en intégrant une cavité optique infrarouge à haut facteur de qualité. Pour cela, il pourra s'appuyer sur les savoir-faire mis en place au Leti : le laboratoire est un des pionniers dans le développement de résonateurs optomécaniques à grande échelle. Une collaboration est en place avec l'institut Néel (CNRS) à Grenoble pour caractériser et étudier ces dispositifs à ultra basse température (<100 mK). Le post-doctorant devra proposer des designs visant les hauts degrés d'efficacité attendus. Les dispositifs seront fabriqués dans la salle blanche quasi-industrielle du Leti, puis ils devront être testés et comparés aux performances attendues. Il faudra ensuite faire un retour sur la modélisation et le design à partir des mesures afin d'assurer la compréhension de tous les phénomènes.

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