Avancement de l’imagerie infrarouge basée sur les nanocristaux : exploration de stratégies novatrices dans la conception et la caractérisation
Auteur / Autrice : | Adrien Khalili Lazarjani |
Direction : | Emmanuel Lhuillier |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique et chimie des matériaux |
Date : | Soutenance le 04/10/2023 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut des nanosciences de Paris (1997-....) |
Jury : | Président / Présidente : Christophe Testelin |
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Guyot-Sionnest, Eva Izquierdo, Grégory Vincent | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Taliercio, Hervé Rinnert |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
L’infrarouge est une région spectre électromagnétique avec des longueurs d'onde plus longues que celles de la lumière visible. Cette gamme spectrale fournit des informations complémentaires au domaine visible, et trouve des applications dans divers domaines tels que la défense, l'astronomie, et les technologies civiles émergentes dont le LiDAR dans les véhicules autonomes, ou la reconnaissance faciale dans nos smartphones. Alors que la technologie de détection à base de silicium règne sur le marché du visible, son équivalent reste à développer dans l'infrarouge. Les nanocristaux colloïdaux offrent une voie prometteuse pour la réalisation de capteurs infrarouges performants et économiques. Ces objets cristallins synthétisés chimiquement présentent des effets de confinement quantique, qui permettent d’ajuster leurs propriétés optiques avec leur taille. Parmi les nanocristaux absorbant l'infrarouge, j'ai utilisé des nanocristaux de chalcogénures de mercure (HgX) qui peuvent adresser toute la gamme infrarouge du visible à la région THz. Au cours de ma thèse, j'ai exploré des concepts innovants liés à la fois aux propriétés matérielles des nanocristaux et à la conception de géométries de dispositifs complexes avec un couplage lumière-matière exalté. En particulier, j'ai proposé différentes approches pour découpler les propriétés optiques et de transport dans les photodétecteurs à base de nanocristaux HgX, afin d’atteindre des performances de détection de pointe. De plus, j'ai entrepris une nouvelle approche en utilisant des mesures in-operando, axées sur l'étude du matériau dans le contexte du dispositif lui-même, plutôt que de les considérer comme des entités distinctes.