Emergences Paris Grant

I have just bee awarded the Paris Emergences Research grant for a duration of 4 years. The project we will conduct is about Hybrid system coupling nano fibers to quantum dots called NANO2. Here is the summary in french :


Les communications quantiques sécurisés vont constituer le futur des réseaux de communication. Afin de rendre réaliste à une large échelle ces réseaux, l’un des verrous technologiques à l’heure actuelle est la nécessaire miniaturisation des composants et notamment la création de source de photons uniques intégrées dans des fibres optiques. Afin de réaliser des sources de photons uniques, c’est à dire de "grain de lumière" émis sur demande, nous proposons d’associer des nanocristaux semiconducteurs à des fibres optiques modifiées en laboratoire.
Les nanocristaux semiconducteurs sont des nano- bâtonnets de 100nm de longueur et de 10nm de diamètre en sulfure de cadmium (un matériau semiconducteur) entourant un coeur sphérique en se- leniure de cadmium. La taille nanométrique de ces objets leur donne des propriétés très intéressantes comme par exemple émettre des photons unique sur demande lorsque l’on les excite optiquement. Un des problèmes à l’heure actuelle est de collecter les photons émis par ces structures dans des fibres optiques afin de pouvoir les distribuer dans des réseaux de communication.
Dans ce projet, nous proposons une approche innovante afin de créer un dispositif permettant aux photons d’être émis directement dans les fibres optiques par un effet appelé couplage évanescent. En effet si l’on étire une fibre optique en la chauffant jusqu’à ce quelle ne mesure plus que 500 nm de di- amètre (un centième du diamètre d’un cheveu humain), et que l’on dépose un nanocristal à sa surface, les photons émis par le nanocristal seront immédiatement guidés dans la fibre optique et pourront se propager sur des longues distances.
De manière similaire il est possible de fabriquer une boite à l’aide de fibres optiques afin de piéger les photons émis par un nanocristal dans cette boite et forcer sa direction d’émission directement dans une fibre optique. Nous aborderons donc dans ce projet ces deux approches complémentaires afin de réaliser des dispositifs innovants et d’étudier des phénomènes nouveaux ayant été prédits théoriquement en 2009 mais non observés expérimentalement.