Activités et projets de recherche du laboratoire de spectroscopie femtoseconde
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- Agathe Gilbert
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1 Activités et projets de recherche du laboratoire de spectroscopie femtoseconde par Denis Morris Département de physique, Université de Sherbrooke Septembre 2013
2 Activités de recherche en cours Étude des phénomènes physiques ultrarapides dans les solides à l aide de sondes optiques (visible, proche-ir et THz). Étude des propriétés optiques et électroniques de matériaux avancés: boîtes quantiques et nanofils de semiconducteurs, nanoparticules, centres colorés dans le diamant. Développements de technologies THz pour systèmes de spectroscopie et d imagerie appliqués à l étude des matériaux, au contrôle de qualité en industrie, au domaine du biomédical.
3 Source laser de haute énergie Photoluminescence résolue en temps Montage de réflectivité différentielle, résolue en temps
4 Spectroscopie THz Amplitude du champ THz Temps (ps) Fig.1: Impulsion THz utilisée pour sonder la conductivité AC de nanofils semiconducteur, nanotubes de carbone, et couches supraconductrices, ainsi que la photoconductivité résolue en temps de divers matériaux. Fig.2: Antenne d'émission térahertz et son support mécanique. Les antennes sont fabriquées sur substrat photoconducteur de GaAs ou d InGaAsP.
5 Microfabrication / caractérisation / cryogénie Bancs humides, évaporateur, pulvérisation cathodique, microsoudeuse, système de photolithographie sans masque, etc. Diffraction des rayons-x, mesures électriques sous pointe, photoluminescence, etc. Liquides cryogéniques, mesures électriques, magnétiques, conductivités thermiques aux basses températures
6 Nanofabrication / Nanocaractérisation / Prototypage de circuits et dispositifs Salles blanches de microélectronique, systèmes de croissance épitaxiale de semiconducteurs, systèmes de gravure plasma et de dépôt PECVD, microscopes électroniques, cathodoluminescence, laboratoire de biophotonique, etc.
7 Équipe de recherche Olésia Tutashkonko (PhD) Jihene Zribi (PhD) David Roy-Guay (PhD) Gabriel Laliberté (Technicien) Branko Petrov (PhD) Ken St-Arnaud (MScA) Paul-Ludovic Karsenti (professionnel laser)
8 Projet 1 proposé Études des propriétés électroniques et de la dynamique des photoporteurs dans des nanofils de silicium à l aide d une sonde THz Projet de doctorat: Cotutelle de thèse possible Sherbrooke - LTM - CEA Grenoble. Peut débuter dès janvier Nature du projet: Fab. Carac. Analyse Environnement scientifique: laboratoire femto (Fac. Sciences et de Médecine) + fabrication en salles blanches + croissance de nanofils à Grenoble. OBJECTIF: Étudier les effets de divers paramètres des nanofils (taille, états de surface, dopage, hétérostructures) sur les propriétés de conduction et la dynamique de recombinaison des photoporteurs. Fig. : Résultat récent d une expérience de photoconductivité résolue en temps sur un réseau dense de nanofils de silicium crus sur quartz.
9 Projet 2 proposé Réalisation de micro et nanostructures sur diamant pour des applications à la magnétométrie à l aide de centres colorés dans le diamant Projet de maîtrise: peut débuter dès janvier 2014 Nature du projet: Fabrication - Caractérisation Environnement scientifique: laboratoire femto (Fac. Sciences) + fabrication et caractérisation en salles blanches OBJECTIF: Développer des procédés de fabrication, à l aide de techniques de photolithographie, d électrolithographie et de gravure plasma, afin de réaliser des microlentilles et réseaux de nanopiliers sur diamant.
10 Projet 3 proposé Génération de radiation THz pulsée et intense. Projet de maîtrise: peut débuter dès janvier 2014 Nature du projet: Fabrication - Caractérisation Simulation Environnement scientifique: laboratoire femto (Fac. Sciences et de Médecine) + fabrication en salles blanches OBJECTIF: Explorer différentes approches pour produire des impulsions THz intenses à l aide d antennes photoconductrices couplées à une source laser de grande intensité (mj/impulsion). Réseau d antennes
11 Projet 4 proposé: Propagation guidée et caractérisation d impulsions ultrabrèves pour des applications à la photothérapie par filamentation laser. Projet de maîtrise ou de doctorat: en collaboration avec D. Houde (Faculté de médecine, UdeS). Pourrait débuter dès mai Nature du projet: Caractérisation Simulation Analyse Environnement scientifique: lab. femto collaboration potentiel avec INO OBJECTIF: Étudier la propagation d impulsions ultrabrèves dans des fibres optiques spéciales dans le but de développer des technologies permettant de guider le faisceau laser jusqu au patient à traiter, et ce en maintenant les caractéristiques des impulsions laser (intensité, largeur).
12 Projet 5 proposé Spectroscopie optique de microstructures quantiques spécialement conçues pour des applications aux biocapteurs. Projet de maîtrise (ou de doctorat): en collaboration avec Jan Dubowski (génie électrique). Peut débuter dès janvier Nature du projet: Fabrication Caractérisation Simulation Environnement scientifique: lab. femto + lab. de bio-nanotechnologies (génie) + calcul scientifique. OBJECTIF: Optimiser la sensibilité d un biocapteur à base de semiconducteur pour une détection rapide de virus et de bactéries. Fournir une description quantitative de l influence des effets de surface sur les processus de recombinaison des photoporteurs générés dans un puits (ou boîte) quantique enterré.
13 Activités et projets de recherche h du laboratoire de spectroscopie femtoseconde par Denis Morris Département de physique, Université de Sherbrooke Janvier 2013
14 Activités de recherche en cours Étude des phénomènes physiques ultrarapides dans les solides à l aide de sondes optiques (visible, proche-ir et THz). Étude des propriétés optiques et électroniques de matériaux avancés: boîtes quantiques et nanofils de semiconducteurs, nanoparticules, centres colorés dans le diamant. Développements de technologies THz pour systèmes de spectroscopie et d imagerie i appliqués à l étude des matériaux, au contrôle de qualité en industrie, au domaine du biomédical.
15 Source laser de haute énergie Photoluminescence résolue en temps Montage de réflectivité différentielle, résolue en temps
16 Spectroscopie THz Ampl itude du champ THz Temps (ps) Fig.1: Impulsion THz utilisée pour sonder la conductivité AC de nanofils semiconducteur, nanotubes de carbone, et couches supraconductrices, ainsi que la photoconductivité résolue en temps de divers matériaux. Fig.2: Antenne d'émission térahertz et son support mécanique. Les antennes sont fabriquées sur substrat photoconducteur de GaAs ou d InGaAsP.
17 Microfabrication / caractérisation / cryogénie Bancs humides, évaporateur, pulvérisation cathodique, microsoudeuse, système de photolithographie sans masque, etc. Diffraction des rayons-x, mesures électriques sous pointe, photoluminescence, etc. Liquides cryogéniques, mesures électriques, magnétiques, conductivités thermiques aux basses températures
18 Nanofabrication / Nanocaractérisation / Prototypage de circuits et dispositifs Salles blanches de microélectronique, systèmes de croissance épitaxiale de semiconducteurs, systèmes de gravure plasma et de dépôt PECVD, microscopes électroniques, cathodoluminescence, laboratoire de biophotonique, etc.
19 Équipe de recherche Olésia Tutashkonko (PhD) Jihene Zribi (PhD) David Roy-Guay (PhD) Branko Petrov (PhD) Ken St-Arnaud (MScA) Bouraoui Ilahi (Professionnel)
20 Projet 1 proposé Études des propriétés électroniques et de la dynamique des photoporteurs p t dans des nanofils n de silicium i à l aide dune d sonde THz Projet de doctorat: Cotutelle de thèse possible Sherbrooke - LTM - CEA Grenoble. Peut débuter en mai Nature du projet: Fabrication - Caractérisation Analyse Environnement scientifique: laboratoire femto (Fac. Sciences et de Médecine) + fabrication en salles blanches + croissance de nanofils à Grenoble. OBJECTIF: Étudier les effets de divers paramètres des nanofils (taille, états de surface, dopage, hétérostructures) é sur les propriétés é de conduction et la dynamique de recombinaison des photoporteurs. Fig. : Résultat récent d une expérience de photoconductivité résolue en temps sur un réseau dense de nanofils de silicium crus sur quartz.
21 Projet 2 proposé Génération de radiation THz pulsée et intense. Projet de maîtrise: peut débuter dès mai 2013 Nature du projet: Fabrication - Caractérisation Simulation Environnement scientifique: laboratoire femto (Fac. Sciences et de Médecine) + fabrication en salles blanches OBJECTIF: Explorer différentes approches pour produire des impulsions THz intenses à l aide d antennes photoconductrices couplées à une source laser de grande intensité (mj/impulsion). Réseau d antennes
22 Projet 3 proposé Spectroscopie optique de microstructures quantiques spécialement conçues pour des applications aux biocapteurs. Projet de maîtrise (ou de doctorat): en collaboration avec Jan Dubowski (génie électrique). Nature du projet: Fabrication Caractérisation Simulation Environnement scientifique: lab. femto + lab. de bio-nanotechnologies (génie) + calcul scientifique. OBJECTIF: Optimiser la sensibilité d un biocapteur à base de semiconducteur pour une détection rapide de virus et de bactéries. Fournir une description quantitative de l influence des effets de surface sur les processus de recombinaison des photoporteurs générés dans un puits (ou boîte) quantique enterré.
23 Autres projets potentiels Spectroscopie pompe-sonde térahertz: t applications au diagnostic médical et à la pharmacologie. Projet de doctorat: en collaboration avec D. Houde (Faculté de médecine, UdeS). Pourrait débuter en mai Nature du projet: Caractérisation Préparation d échantillons Analyse Environnement scientifique: lab. femto lab. de biochimie
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