Post-Doctorat en Optique Non Linéaire - Intégration par Guides d'Onde Diélectriques d'Unités Arithmétiques et Logiques Plasmoniques. H/F - CNRS

Ce contrat post-doctoral expérimental (photoluminescence non linéaire, nanofabrication et analyses de données) vise à étudier les propriétés optiques non-linéaires d'un nouveau type de calculateurs logiques plasmoniques intégrés. Les travaux de recherche consisteront à intégrer le dispositif actif dans une plateforme d'excitation à guide d'ondes sur puce et à caractériser, dans des régimes pulsés fs et cw, la réponse non- linéaire ou linéaire ainsi que le fonctionnement booléen des portes logiques reconfigurables conçues par intelligence artificielle.
Activités
Le/la candidat/e réalisera la nanofabrication par dépôt, lithographie UV ou "maskless" et gravure des guides d'onde, ainsi que la lithographie électronique des cavités plasmoniques dans la salle blanche ICB ARCEN.
Le/la candidat/e caractérisera l'efficacité d'excitation des dispositifs logiques interfacés avec les guides d'onde sur un microscope optique non-linéaire dédié et évaluera la réponse booléenne des processeurs plasmoniques modaux.
Le/la candidat/e développera un protocole d'excitation cw / détection de photoluminescence linéaire en collaboration avec des experts en microscopie optique en champ proche de l'ICB afin d'explorer un régime de fonctionnement ALU moins énergivore. Cette configuration sera mise en oeuvre en collaboration avec les groupes de Toulouse.
Compétences
Prérequis: Des compétences avérées en développement de montages optiques linéaires et non linéaires expérimentaux (y compris la microscopie) sont requises. Une connaissance pratique des techniques de nanofabrication est fortement souhaitée. Une bonne maîtrise des méthodes d'analyse de données et un niveau C1 en anglais parlé/écrit sont attendus. Une connaissance de la programmation Python sera appréciée.
Contexte de travail

Une nouvelle classe de composants fonctionnels, intégrés et ultracompacts exploitent les propriétés opto-électroniques des métaux nobles comme l'or ou l'argent. Le confinement et le guidage de la lumière à des dimensions nanométriques inférieures à la longueur d'onde grâce aux plasmons offrent un moyen de développer de nouvelles approches du transfert et du traitement de l'information par voie "tout optique". Notre équipe a démontré la faisabilité des premiers calculateurs appelés Unités Arithmétiques et Logiques (ALU, Fig. 1).1-4
Ce post-doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ANR POMMARD, développé à l'ICB Dijon en collaboration avec le CEMES et le LPCNO Toulouse, qui vise à intégrer l'excitation d'un processeur ALU plasmonique prototype 2x1 bits et sa réponse de calcul. L'objectif principal du programme de recherche proposé est de mettre en oeuvre un circuit de guides d'onde diélectriques capables d'exciter efficacement la cavité plasmonique dans les régimes IR pulsé fs et visible cw, afin de déclencher une réponse photoluminescente non linéaire et linéaire.5, 6 Le candidat mettra en oeuvre toutes les étapes de la nanofabrication (guides d'ondes et cavité plasmonique), effectuera des mesures de photoluminescence non linéaire lors de l'excitation guidée et explorera le fonctionnement de l'ALU jusqu'à un additionneur complet 2x2 bits.
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References
1 - S. Viarbitskaya, A. Teulle, R. Marty, J. Sharma, C. Girard, A. Arbouet, E. Dujardin, Nature Materials, 12, 426 (2013). (http://dx.doi.org/10.1038/NMAT3581)
2 - U. Kumar, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin, et al. ACS Photonics, 5, 2328-2335 (2018). (https://doi.org/10.1021/acsphotonics.8b00137)
3 - U. Kumar, A. Cuche, C. Girard, S. Viarbitskaya, F. Dell'Ova, R. Al Rafrafin, G. Colas des Francs, S. Bolisetty, R. Mezzenga, A. Bouhelier, E. Dujardin
ACS Nano, 15, 13351-13359 (2021). (https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03196)
4 - F. Dell'Ova, Y. Brulé, D. Shakirova, N. Gros, J. Bizouard, A. Leray, A. Bertaux, O. Labbani Narsis, C. Nicolle, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin. ACS Photon., 2024, 11, 752-761 (https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01624)
5 - M. Lamy, K. Hammani, J. Arocas, C. Finot, J.C. Weeber, Opt. Lett., 42, 2778 (2017). (https://doi.org/10.1364/OL.42.002778)
6 - J.C. Weeber, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, A. Leray, K. Vasilev, X. Yu, K. Hammani, J. Arocas, G. Gadret, L. Markey, B. Dubertret, Nanophotonics, 9, 1411 (2020) (https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0516)

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.
Une nouvelle classe de composants fonctionnels, intégrés et ultracompacts exploitent les propriétés opto-électroniques des métaux nobles comme l'or ou l'argent. Le confinement et le guidage de la lumière à des dimensions nanométriques inférieures à la longueur d'onde grâce aux plasmons offrent un moyen de développer de nouvelles approches du transfert et du traitement de l'information par voie "tout optique". Notre équipe a démontré la faisabilité des premiers calculateurs appelés Unités Arithmétiques et Logiques (ALU, Fig. 1).1-4
Ce post-doctorat s'inscrit dans le cadre du projet ANR POMMARD, développé à l'ICB Dijon en collaboration avec le CEMES et le LPCNO Toulouse, qui vise à intégrer l'excitation d'un processeur ALU plasmonique prototype 2x1 bits et sa réponse de calcul. L'objectif principal du programme de recherche proposé est de mettre en oeuvre un circuit de guides d'onde diélectriques capables d'exciter efficacement la cavité plasmonique dans les régimes IR pulsé fs et visible cw, afin de déclencher une réponse photoluminescente non linéaire et linéaire.5, 6 Le candidat mettra en oeuvre toutes les étapes de la nanofabrication (guides d'ondes et cavité plasmonique), effectuera des mesures de photoluminescence non linéaire lors de l'excitation guidée et explorera le fonctionnement de l'ALU jusqu'à un additionneur complet 2x2 bits.
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References
1 - S. Viarbitskaya, A. Teulle, R. Marty, J. Sharma, C. Girard, A. Arbouet, E. Dujardin, Nature Materials, 12, 426 (2013). (http://dx.doi.org/10.1038/NMAT3581)
2 - U. Kumar, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin, et al. ACS Photonics, 5, 2328-2335 (2018). (https://doi.org/10.1021/acsphotonics.8b00137)
3 - U. Kumar, A. Cuche, C. Girard, S. Viarbitskaya, F. Dell'Ova, R. Al Rafrafin, G. Colas des Francs, S. Bolisetty, R. Mezzenga, A. Bouhelier, E. Dujardin
ACS Nano, 15, 13351-13359 (2021). (https://doi.org/10.1021/acsnano.1c03196)
4 - F. Dell'Ova, Y. Brulé, D. Shakirova, N. Gros, J. Bizouard, A. Leray, A. Bertaux, O. Labbani Narsis, C. Nicolle, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, E. Dujardin. ACS Photon., 2024, 11, 752-761 (https://dx.doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01624)
5 - M. Lamy, K. Hammani, J. Arocas, C. Finot, J.C. Weeber, Opt. Lett., 42, 2778 (2017). (https://doi.org/10.1364/OL.42.002778)
6 - J.C. Weeber, G. Colas des Francs, A. Bouhelier, A. Leray, K. Vasilev, X. Yu, K. Hammani, J. Arocas, G. Gadret, L. Markey, B. Dubertret, Nanophotonics, 9, 1411 (2020) (https://doi.org/10.1515/nanoph-2019-0516)

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.