Structures photoniques pour le contrôle des photons uniques émis par des centres colorés dans hBN

Controlled single photon sources based on hBN color centers using nanophotonic structures

• Auteur / Autrice : Helmi Fartas
• Direction : Stéphanie Buil, Ngoc Diep Lai
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'étude de la matière condensée
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines

Mots clés

Mots clés libres

Photonique quantique intégrée

Matériaux bidimensionnels

Émetteurs quantiques

Ingénierie photonique

Integrated Quantum Photonics

Two-Dimensional Materials

Quantum Emitters

Photonic Engineering

Résumé

Le projet de thèse se situe dans le contexte de la photonique quantique intégrée, avec pour applications le calcul quantique et les communications quantiques. Les matériaux bidimensionnels sont une classe de matériaux dont le potentiel pour ces applications a été récemment établi. Le projet se base sur des résultats précédents de l'équipe d'accueil qui a mis en place une méthode pour générer des émetteurs quantiques (centres colorés) de façon contrôlée et reproductible dans le matériau 2D hBN (nitrure de bore hexagonal). Ces émetteurs ont des qualités prometteuses pour l'information quantique (brillance, indiscernabilité,...). Cette thèse visera à intégrer des émetteurs quantiques de hBN dans des structures diélectriques et plasmoniques réalisées de façon déterministe (écriture laser direct in-situ) afin d'améliorer encore les propriétés natives des émetteurs par ingénierie photonique, basée notamment sur l'effet Purcell et le guidage des photons.

The context of this PhD project is integrated quantum photonics, with applications in quantum computing and quantum communications. Two-dimensional (2D) materials are a class of materials whose potential for these applications has recently been established. The project builds on previous results of the host team who demonstrated a method to generate quantum emitters (color centers) in a controlled manner in the 2D material hBN (hexagonal boron nitride). These emitters have promising qualities for quantum information (brightness, indistinguishability,...). This PhD project will aim at integrating hBN quantum emitters into dielectric and plasmonic structures realized in a deterministic way (in-situ direct laser writing) in order to further improve the native properties of the emitters by photonic engineering, based in particular on the Purcell effect and photon waveguiding.