Développement de détecteur à photon unique basé sur des films supraconducteurs à haute température

Contexte- Les supraconducteurs à haute température (high-Tc) sont l'un des principaux candidats pour la mise en œuvre de détecteurs quantiques pratiques. Dans ce contexte, la compagnie Ambature, Inc., leader mondial de la technologie supraconductrice à axe a, collabore avec l'Université de Sherbrooke pour repousser les frontières de l'électronique et de l'optoélectronique supraconductrices en concevant une nouvelle génération de films supraconducteurs à haute température et en mettant au point des procédés pour les mettre en œuvre. Ces détecteurs quantiques reposent sur un contrôle extrême de la croissance de couches minces de haute qualité, mais la méthode habituelle de leur production n'est pas adaptée aux processus industriels.

Projet de recherche - L'objectif de ce projet de thèse est de faire avancer le développement de détecteurs de photons uniques à nanofils (SNSPD) basés sur des films supraconducteurs cuprates à haute température. Ces nouveaux dispositifs de détection profiteront du champ magnétique critique et de la température élevée de l'YBCO pour accroître leurs capacités et leurs performances. La personne retenue (i) fabriquera des réseaux de nanofils de haute qualité à partir de films minces d'YBCO sur l'axe c. Le film YBCO sera caractérisé électriquement dans un système de mesure des propriétés physiques (PPMS). (ii) Caractérisera la réponse optoélectronique de ces nanofils et démontrera la détection de photons uniques (SPD) dans l'YBCO. Les performances de photodétection (efficacité, temps de réponse, sensibilité) des nanofils seront mesurées à l'aide d'une installation optique cryogénique. (iii) Explorera le potentiel des films minces YBCO sur l'axe a pour la détection à photon unique. L'objectif est de comprendre l'effet de l'axe cristallin du nanofil afin de maximiser les performances des nanofils YBCO pour les applications SNSPD.

Environnement de recherche : Cette thèse sera supervisée par les experts de l'UdeS en croissance et caractérisation de nouveaux matériaux quantiques, les professeurs Mathieu Massicotte et Patrick Fournier. Le travail sera effectué principalement à l'Institut quantique (IQ) et occasionnellement à l'Institut interdisciplinaire d'innovation technologique (3IT). Le 3IT est un institut unique au Canada, spécialisé dans la recherche et le développement de technologies innovantes dans les domaines de l'énergie, de l'électronique, de la robotique et de la santé. Il dispose d'une salle blanche de pointe avec une infrastructure complète de micro-nanofabrication. IQ est un nouvel institut de recherche équipé d'outils de recherche de pointe, qui rassemble des experts de renommée mondiale dans le domaine de la science et de l'ingénierie quantiques. Le doctorant bénéficiera ainsi d'un environnement de recherche hautement interdisciplinaire où des étudiant (e)s, des technicien(ne)s et des professeur(e)s travaillent ensemble au développement des technologies du futur.

Profil recherché:

Cet offre est destinée aux candidat(e)s qui ont une moyenne de notes cumulatives suprérieure à 13 /20 pour les 3 années d'études ( Lisence, M1 et M2) 

• Détenir un diplôme universitaire et une maitrise en ingénierie, physique ou en science des matériaux
• Connaissances de base en science et caractérisation des matériaux, micro/nanofabrication et/ou physique des semi-conducteurs.
• Excellentes capacités d'adaptation, d'autonomie, de travail d'équipe et de résolution de problèmes.
• Facilité à communiquer en anglais ou en français tant à l’oral qu’à l’écrit
• Atouts: expérience en salle blanche, matériaux 2D et/ou mesures électriques et optoélectroniques.