J’ai réalisé un doctorat de quatre ans (2013-2017) dans l’équipe d’optique du département de Physique de l’École Normale Supérieure, sous la direction de Yannick Chassagneux et Christophe Voisin.
Générer de la lumière à l’échelle du Photon
Aujourd’hui, la plupart des informations circulent sous forme de lumière grâce aux fameuses fibres optiques. Les télécommunications sécurisées de demain reposant sur des protocoles de « cryptographie quantique », sont basées sur l’utilisation de photons individuels (un photon est un « grain de lumière ») , c’est-à-dire émis un par un. Chaque photon porte une information élémentaire (un bit) encodé, par exemple, sur son état de polarisation. La lecture de l’information implique de détruire le photon et donc toute tentative d’espionnage est « impossible ». Il existe divers protocoles de télécommunication basés sur ce principe et tous nécessitent de disposer de sources de photons uniques à la demande, fiables, brillantes…
Plusieurs émetteurs sont envisagés pour ces applications (boîtes quantiques de semi-conducteurs, centres colorés de nano-diamants,…) Parmi ces candidats, les nanotubes de carbone disposent d’atouts précieux : leur capacité à fonctionner à température ambiante, à des longueurs d’ondes compatibles avec les télécommunications longues distance dans les fibres optiques ainsi que de pouvoir être stimulés électriquement. Cependant, leur utilisation pour ce domaine est limitée en raison de leur faible rendement.
Mon travail à consisté à construire des micro-cavitées autour de ces nanotubes afin d’améliorer leur propriétés. Leur rendement est ainsi passé de 1% à plus de 30%, tout en permettant de générer directement les photons dans une fibre optique. Ceci étant, un long chemins reste à faire avant d’arriver à des applications.
Pour en savoir plus
- Cavity Quantum Electrodynamics with Carbon Nanotubes – Ma thèse de doctorat
- Interview Huffington Post – A destination grand public (à prendre avec des pincettes)
- Des nanotechnologies pour les télécommunications quantiques – A destinations de jeunes physicien.ne.s
Publications dans des revues à comité de lecture :
- Exploiting One-Dimensional Exciton–Phonon Coupling for Tunable and Efficient Single-Photon Generation with a Carbon Nanotube
Nano Lett. 17(7), 4184–4188 – Published 22 June 2017
A. Jeantet, Y. Chassagneux, T. Claude, P. Roussignol, J. S. Lauret, J. Reichel, and C. Voisin
Nano Letters / ArXiV - Widely Tunable Single-Photon Source from a Carbon Nanotube in the Purcell Regime
Phys. Rev. Lett. 116, 247402 – Published 17 June 2016
A. Jeantet, Y. Chassagneux, C. Raynaud, Ph. Roussignol, J. S. Lauret, B. Besga, J. Estève, J. Reichel, and C. Voisin
PRL / ArXiV - Interplay of spectral diffusion and phonon-broadening in single photo-emitters: the case of carbon nanotubes
Nanoscale 17 (7) 4184–4188 – Published 1st December 2017
A. Jeantet, Y. Chassagneux, T. Claude, J.-S. Lauret and C. Voisin
Nanoscale
Conférences :
- International Winter School on Electronic Properties of New Materials – Kirchberg 2017
- Conférence invité – GDR-i Graphene & Nanotubes : « Tunable single photon source with carbon nanotubes » – October 2016
- Prix du meilleur poster – journée de l’école doctorale ED PIF 2016
- Prix du meilleur poster – International summer School on Nanosciences (CNANO) 2015
Enseignement
En parallèle de mon doctorat de physique, j’ai enseigné à l’université Paris-Diderot en licence (optique géométrique, TD, TP) et licence professionnelle (Cours, TD) pendant trois ans.
Le cours vise à donner rapidement des bases en physique de la matière condensée avec un rappel de la structure atomique et des interactions donnant lieux à la formations de molécules. Une seconde partie aborde la notions de cristal et introduit les réseaux. Enfin, la dernière partie est une ouverture sur la diffraction, méthode d’analyse de la structure des matériaux.
Je peux vous donner les sources et les images sur demande.
Programme pour tracer des réseau, des motifs et des mailles en 2D et 3D (nécessite blender et python) : lattice.blend
Chaîne Youtube associée :