Activités et projets de recherche du laboratoire de spectroscopie femtoseconde par Denis Morris Département de physique, Université de Sherbrooke Septembre 2014
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 tri de matières recyclables (plastiques), au domaine du biomédical.
Source laser de haute énergie Photoluminescence résolue en temps Montage de réflectivité différentielle, résolue en temps
Spectroscopie THz Amplitude du champ THz 0 2 4 6 8 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.
http://imdq.physique.usherbrooke.ca/ 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.
http://www.usherbrooke.ca/3it/ 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.
Équipe de recherche Olésia Tutashkonko (PhD) Jihene Zribi (PhD) David Roy-Guay (PhD) Gabriel Laliberté (Technicien) Branko Petrov (PhD) Joselyne Nshimirimana (MSc) Paul-Ludovic Karsenti (professionnel laser)
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 maîtrise ou doctorat: Cotutelle de thèse possible Sherbrooke - LTM - CEA Grenoble. Peut débuter dès janvier 2015. Nature du projet: Fab. Carac. Analyse Environnement scientifique: laboratoire femto + fabrication en salles blanches + croissance de nanofils (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.: Photoconductivité résolue en temps sur nanofils de silicium crus sur quartz.
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 2015 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 électro-lithographie et de gravure plasma, afin de réaliser des microlentilles et réseaux de nano-piliers sur diamant. Application à l étude de la distribution vectorielle des champs B produits par diverses formes de micro-aimant.
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). Peut débuter dès janvier 2015. 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.
Autres projets Plusieurs autres projets sont possibles dans le domaine des dispositifs térahertz (radiation pulsée ou continue). Pour les étudiants du baccalauréat en physique à Sherbrooke, j offre un stage à l hiver 2015, portant sur des photocommutateurs pour de l instrumentation de spectroscopie optique résolue en temps. D autres stages COOP de 4 mois sont possibles à l été 2015. Contacter-moi pour plus de détails.