Matériaux Hybrides Pour Les Capteurs Quantiques - Paris, France - Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)

Description

**Matériaux hybrides pour les capteurs quantiques // Hybrid materials for quantum sensing**:

- Réf
- **ABG-111124**

**ADUM-46392**
- Sujet de Thèse- 14/02/2023- Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)- Lieu de travail- PARIS - France- Intitulé du sujet- Matériaux hybrides pour les capteurs quantiques // Hybrid materials for quantum sensing- Mots clés- technologies quantiques, terres rares, diamant
- quantum technologies, rare earth, diamond**Description du sujet**:

- Les technologies quantiques visent à développer de nouvelles fonctionnalités impossibles à obtenir dans les systèmes classiques, pour les communications, le traitement de données ou les capteurs. Parmi les systèmes envisagés pour ces technologies, les centres colorés dans le diamant et les cristaux dopés par des ions de terres rares (TR) sont particulièrement prometteurs. Ils font l'objet d'études intensives et ont permis des avancées significatives en magnétométrie, pour les mémoires quantiques ou en informatique quantique.
- Ces deux matériaux présentent cependant des caractéristiques distinctes : le centre azote-lacune (NV-) dans le diamant présente un spin électronique dont les états quantiques ont de longues durées de vie, même à température ambiante ; les ions TR présentent des transitions optiques qui peuvent constituer des interfaces quantiques avec la lumière dans une large gamme spectrale allant de l'infrarouge à l'UV. Une structure hybride diamant
- terres rares pourrait combiner ces propriétés remarquables au niveau quantique, ce qu'aucun système ne présente ce jour. Ce projet de doctorat vise à atteindre cet objectif dans le cadre du projet ERC Advanced Grant RareDiamond. Il se focalisera plus particulièrement sur la caractérisation optique et micro-ondes des structures hybrides, la modélisation des interactions TR-NV- et l'étude des performances de ces matériaux comme capteurs quantiques de champ magnétique.
Quantum technologies aim to develop new functionalities impossible to obtain in classical systems, for communications, data processing or sensors. Among the systems considered for these technologies, colored centers in diamond and crystals doped with rare earth ions (RE) are particularly promising. They are being intensively studied and have led to significant advances in magnetometry, quantum memory and quantum computing.
- However, these two materials have distinct characteristics: the nitrogen-vacancy (NV-) center in diamond has an electronic spin whose quantum states have long lifetimes, even at room temperature; TR ions have optical transitions that can constitute quantum interfaces with light in a wide spectral range from infrared to UV. A diamond-rare earth hybrid structure could combine these remarkable properties at the quantum level, which no system has so far shown. This PhD project aims to achieve this goal within the framework of the ERC Advanced Grant RareDiamond. It will focus more particularly on the optical and microwave characterization of hybrid structures, the modeling of TR-NV- interactions and the study of the performance of these materials as magnetic field quantum sensors.
Début de la thèse : 01/10/2023-
**Nature du financement**:
**Précisions sur le financement**:

- Financement sur programme européen ou multilatéral**Présentation établissement et labo d'accueil**:

- Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)**Etablissement délivrant le doctorat**:

- Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)**Ecole doctorale**:

- 397 Physique et Chimie des Matériaux- Nous recherchons un étudiant avec une formation incluant la physique quantique et un fort intérêt dans les matériaux et la recherche interdisciplinaire.
- We are looking for a student with a background including quantum physics and a strong interest in material science and interdisciplinary research.-
- 06/03/2023