Thèse Fabrication Innovante de Miroirs de Bragg et de Microcavités Accordables à Base de Nanocomposites et de Dépôt par Centrifugation H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal Laboratoire de recherche : Laboratoire des Technologies de la Microélectronique Direction de la thèse : Jean-Hervé TORTAI Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 Les miroirs de Bragg sont des structures périodiques composées de couches
alternées de matériaux aux indices de réfraction contrastés, conçues pour réfléchir des
longueurs d'onde spécifiques de la lumière avec une grande efficacité. Ils constituent des
éléments fondamentaux des microcavités, qui confinent la lumière dans des volumes sub-
micrométriques, amplifiant ainsi les interactions lumière-matière. Cependant, les techniques
de fabrication conventionnelles, comme le dépôt sous vide, sont souvent longues, coûteuses
et énergivores. Pour surmonter ces limites, le dépôt par centrifugation (spin-coating) fut
récemment proposé comme une alternative prometteuse. Le dépôt par spin-coating présente
des avantages majeurs, tels que sa simplicité, sa scalabilité et sa compatibilité avec des
substrats flexibles. Parallèlement, les progrès récents en synthèse de nanoparticules ont
permis le développement de matériaux nanocomposites, ouvrant de nouvelles perspectives
pour le contrôle des propriétés optiques des composants photoniques. Ce projet de thèse vise
à explorer la synergie entre le spin-coating et les nanocomposites comme voie innovante
pour la fabrication de miroirs de Bragg et de microcavités. Les travaux porteront sur la
conception et la réalisation de structures photoniques avancées, en exploitant des résines
nanocomposites déposées par centrifugation pour obtenir un contrôle précis de l'épaisseur
des couches et des propriétés optiques ajustables. Ce projet cherche à permettre la
production de microcavités de haute qualité, compatibles avec des applications
optoélectroniques à grande échelle. Un objectif clé est de mettre en avant la polyvalence des
procédés sans lithographie pour la fabrication de dispositifs optiques, positionnant le spin-
coating comme une alternative évolutive et efficace aux méthodes traditionnelles. L'objectif du projet est de développer une nouvelle technologie de réalisation de miroirs de Bragg et
de microcavités combinant dépôt par centrifugation (spin-coating) et formulation de
nanocomposites, voie prometteuse pour surmonter les limites des méthodes traditionnelles de dépôt
sous vide. Le doctorant s'appuiera sur l'expertise du laboratoire pour formuler des multicouches de
résines fonctionnelles par dépôt par centrifugation (spin-coating) Il/elle dimensionnera, fabriquera
et caractérisera des miroirs de Bragg dans les gammes visible et infrarouge par spectroscopie optique,
en fonction des épaisseurs déposées. Une étude statistique sur l'impact des erreurs d'épaisseur des
couches sur la réponse optique des miroirs sera également menée. En parallèle, il/elle développera de
nouveaux nanocomposites (émetteurs quantiques intégrés dans une matrice polymère à haut indice)
afin d'intégrer une microcavité active contenant des émetteurs de lumière entre deux miroirs
diélectriques adaptés à la résonance du composant. Les propriétés optiques de ce dispositif (couplage
faible/fort, effet laser, etc.) seront évaluées. Enfin, différentes stratégies de réglage (méthodes
mécaniques, thermiques et optiques) seront mises au point pour accorder les microcavités,
permettant d'aligner la résonance des points quantiques avec les variations statistiques de la longueur
d'onde centrale du filtrage des miroirs de Bragg.