Offre de thèse : Étude et réalisation d’un système photonique intégré à base de micro-résonateurs en anneau d’oxynitrure de silicium pour la détection par spectroscopie d’absorption de polluants de l’eau

Contexte

Créé en 2012, le Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes regroupe du personnel du CNRS ainsi que du personnel de l’Université de Sherbrooke (Québec), établissement d’accueil au Canada. À l’interface du génie et de la physique, le LN2 a pour objectif de produire une recherche interdisciplinaire intégrée et sensible à l’impact sociétal, en conduisant des travaux dans le domaine des nanotechnologies et nanosciences. Les recherches menées adressent divers domaines : micro et nanoélectronique, MEMS, énergies renouvelables, électronique haute puissance et haute fréquence, bio détection, laboratoires sur puces et dispositifs quantiques.

Description

Depuis 2012, en collaboration avec des partenaires académiques (LAAS, LPQM) et industriels (TECNALIA, AIRBUS, HEMERA), l’IMS a initié un programme de recherche ambitieux qui vise la conception et la réalisation d’un capteur fiable, sensible, portable, peu onéreux se basant sur les techniques de photonique intégrée. Il est dédié à la détection temps réel et sur site de polluants de l’eau tels que les métaux lourds ou pesticides, avec une vision de compromis entre performance et fiabilité du dispositif final. Ce projet bénéficie du soutien de l’Université de Bordeaux et du LabEx LAPHIA.

Ce travail de thèse, mené en cotutelle entre l’IMS (Bordeaux) et le LN2 (Sherbrooke), concerne la poursuite des travaux de développement du capteur en photonique intégrée, en se basant sur une transduction par résonateur optique en anneau (OMR), réalisé en oxynitrure de silicium (SiON) sur substrat de Silicium. Le principe de détection dit « homogène » utilise l’interaction des molécules sondées avec la partie évanescente d’une onde guidée. L’originalité de cette approche consiste à mesurer, sans fonctionnalisation de l’OMR, les parties réelles (propagation) et imaginaires (coefficient d’absorption) de l’indice de réfraction du milieu environnant. Cette technique s’affranchit des étapes de chimie de surface et rend une utilisation à long terme possible en évitant l’effet de saturation.

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