Thèse Etude de Composants Photoniques Silicium à Basse Température H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes École doctorale : Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering Laboratoire de recherche : Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies Direction de la thèse : Laurent VIVIEN ORCID 0000000229807225 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59 Les communications optiques sont aujourd'hui au coeur de l'internet et permettent le développement d'une société interconnectée. Toutefois, pour répondre aux exigences des futures applications des systèmes de communication, les circuits optiques doivent être plus rapides, moins chers, plus petits et moins gourmands en énergie. La photonique silicium a montré des progrès significatifs avec le développement de dispositifs et circuits efficaces. Toutefois, le silicium présente des limites intrinsèques, notamment l'absorption de deux photons (TPA), l'absence d'effet pockels et la sensibilité thermique. Une solution alternative prometteuse est l'utilisation d'une plate-forme en nitrure de silicium (SiN)) qui est compatible avec le Si et possède de très faibles pertes de propagation. L'objectif du travail est d'optimiser la technologie nitrure de silicium (SiN) pour atteindre des pertes de propagation d'un guide d'onde inférieures à 0,2dB/cm.
Dans l'ensemble de ces études sur les composants Si et SiN, les études ont été menées à température ambiante ou à des températures maximales de 100°C (473K). Dans ce projet, nous envisageons d'étudier le comportement à 4K et à quelques mK et de développer de nouvelles structures plus robustes à basse température.
Le/la candidat (e) va optimiser l'ensemble des étapes technologiques incluant la lithographie, la gravure, et le recuit thermique pour améliorer les performances des composants optiques, il développera l'ensemble des étapes pour le packaging optique et DC et testera les composants. Le candidat se focalisera sur l'évolution des propriétés optiques non-linéaires à très basse température. Les communications optiques sont aujourd'hui au coeur de l'internet et permettent le développement d'une société interconnectée. Toutefois, pour répondre aux exigences des futures applications des systèmes de communication, les circuits optiques doivent être plus rapides, moins chers, plus petits et moins gourmands en énergie. La photonique silicium a montré des progrès significatifs avec le développement de dispositifs et circuits efficaces. Toutefois, le silicium présente des limites intrinsèques, notamment l'absorption de deux photons (TPA), l'absence d'effet pockels et la sensibilité thermique. Une solution alternative prometteuse est l'utilisation d'une plate-forme en nitrure de silicium (SiN)) qui est compatible avec le Si et possède de très faibles pertes de propagation. L'objectif du travail est d'optimiser la technologie nitrure de silicium (SiN) pour atteindre des pertes de propagation d'un guide d'onde inférieures à 0,2dB/cm. Le/la candidat (e) va optimiser l'ensemble des étapes technologiques incluant la lithographie, la gravure, et le recuit thermique pour améliorer les performances des composants optiques, il développera l'ensemble des étapes pour le packaging optique et DC et testera les composants. Le candidat se focalisera sur l'évolution des propriétés optiques non-linéaires à très basse température.