Poste de doctorat ouvert : Détection quantique utilisant des résonateurs magnétoacoustiques

Poste de doctorat ouvert : Détection quantique utilisant des résonateurs magnétoacoustiques

Au cours de la dernière décennie, les défauts à l’état solide du diamant, tels que les centres Nitrogen-Vacancy (NV), sont devenus de sérieux concurrents dans les applications de détection quantique, en raison de leur robustesse, de leurs longs temps de cohérence et, plus particulièrement, de leur très haute sensibilité aux champs magnétiques. . D’autre part, les capteurs à ondes acoustiques de surface (SAW) ont démontré leur utilité dans un large éventail d’applications de détection, offrant une solution compacte, multiphysique (déformation, température, pression,…) et robuste, bien qu’encore loin du potentiel des capteurs quantiques. capteurs en termes de sensibilité et de résolution. Combler le fossé entre les capteurs SAW classiques actuels et les capteurs quantiques réside dans le développement d’une transduction efficace et intégrée. L’objectif de cette thèse est ainsi d’étendre l’utilisation des capacités de détection quantique des centres NV en utilisant le couplage multiphysique dans les résonateurs magnétoacoustiques .

Le premier objectif de la thèse réside dans l’intégration technologique de résonateurs magnétoacoustiques (SAW et couches minces magnétoélastiques) à structures de diamant contenant des défauts à position et densité contrôlées, réalisés et caractérisés en collaboration avec le LSPM (Laboratoire des Sciences des Procédés et des Matériaux). et l’IRCP (Institut de Recherche de Chimie Paris). Les dispositifs obtenus seront ensuite caractérisés à l’aide d’un banc de mesure dédié, développé au cours de la thèse, afin de montrer le contrôle cohérent de l’état quantique de centres NV uniques. Le contrôle magnétoacoustique intégré des centres NV n’a pas encore été mis en œuvre et constitue une étape majeure vers la substitution des technologies RF, inadaptées à la miniaturisation et à la métrologie à l’échelle nanométrique.

Le deuxième objectif réside dans le développement et la caractérisation de capteurs multiphysiques basés sur cette technologie. Des études théoriques, corroborées par des résultats expérimentaux préliminaires, ont montré que les dispositifs hybrides permettent d’atteindre des sensibilités records dans la mesure des forces, de la température et du champ électrique à l’échelle nanométrique. Le sujet de thèse vise à dépasser ces propositions en utilisant des fréquences plus élevées et du feedback pour diverses applications potentielles en métrologie : mesure des forces lors du repliement des protéines ou de l’étirement de l’ADN, détection de charges électriques uniques à petite échelle, thermométrie des nanoparticules…

Cette thèse s’appuie sur les compétences de l’équipe AIMAN de l’IEMN en simulation, conception, réalisation et caractérisation de dispositifs magnétoacoustiques (double expertise en acoustique et nanostructures magnétoélastiques) et sur une collaboration avec deux laboratoires leaders dans la réalisation de diamant dopé : le LSPM ( pour la synthèse, le dopage en volume et l’intégration) et l’IRCP (pour la création de défauts uniques contrôlés en position). Par ailleurs, le LSPM héberge l’EQUIPEX+ e-DIAMANT, dédié aux technologies basées sur les centres NV.

Financement : Centrale Lille Institut / Région Hauts-de-France

Pour postuler, merci d’adresser un e-mail à yannick.dusch@iemn.fr en précisant :

• Une copie de votre pièce d’identité ou de votre passeport
• Un CV mis à jour
• Une lettre de motivation signée et datée (min. 1 page)
• Un relevé de notes du BAC (pour les candidats français uniquement)
• Relevé de notes officiel des 3 dernières années d’études
• Copie de vos diplômes (la traduction française doit être certifiée conforme par un bureau consulaire)
• Au moins 2 lettres de recommandation
• Copie de vos travaux personnels (rapports de stage, expériences professionnelles, contrats de travail, etc…)