Etude des centres nv dans le diamant pour des applications de capteurs quantiques h/f

Description de l'offre

L’étude des centres NV dans le diamant fait partie des thématiques de recherche d’intérêt majeur en particulier en raison du fort potentiel dans le domaine des capteurs quantiques. Les centres NV sont des défauts ponctuels dans le diamant où des atomes de carbone de la maille cristalline sont remplacés par des atomes d'azote (N), avec des lacunes adjacentes (V). Ces centres colorés émettent un signal de fluorescence rouge (600 à 800 nm) lorsqu'ils sont éclairés par une lumière verte (généralement 532 nm). Les centres NV ont des propriétés de spin bien définies. Le signal de fluorescence émis peut être utilisé pour détecter la transition de spin de « no spin » à « spin up » ou « spin down » induite par un rayonnement micro-ondes (polarisation de spin). Une baisse de la fluorescence indique l'apparition d'une résonance. Les transitions de « no spin » à « spin up » et de « no spin » à « spin down » diffèrent lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué, en raison de l'effet Zeeman. On obtient ainsi une répartition en deux fréquences de résonance, la différence entre ces deux fréquences étant directement proportionnelle au champ magnétique. Par conséquent, cet émetteur quantique de taille atomique a la capacité de mesurer quantitativement les champs électromagnétiques à l’échelle nanométrique via des moyens optiques dans des conditions ambiantes. Cette division peut être modulée en appliquant un champ électrique externe. En outre, la température et la pression influencent directement le terme de champ nul du centre NV, entraînant un décalage entre les niveaux d'état fondamental et excité. Les centres NV deviennent alors aussi potentiellement des capteurs de température, de champ électrique ou de pression, à l'échelle atomique. Les principales caractéristiques des centres NV sont qu'ils émettent dans la région spectrale visible et présentent une photo-stabilité illimitée et de longs temps de cohérence.

Dans ce contexte, le LCIM propose d’accueillir un stagiaire qui contribuera à la mise en place d’un banc d’étude des centres NV, à la fabrication de matériaux diamant dopé N et de leurs caractérisations.

Profil du candidat

Formation bac+4/bac+5 Ingénieur ou M2 dans le domaine des matériaux

Spécialité du diplôme : matériaux, optique, instrumentation, physique appliquée

Conformément aux engagements pris par le CEA en faveur de l’intégration de personnes en situation de handicap, cet emploi est ouvert à tous et toutes.