Étude multi physique de nanoobjets et métamatériaux

par Clément Verlhac

Projet de thèse en Optique, optoélectronique, microondes

Sous la direction de Jérôme Primot et de Patrick Bouchon.

Thèses en préparation à université Paris-Saclay , dans le cadre de École doctorale Ondes et matière (Orsay, Essonne ; 2015-....) , en partenariat avec ONERA - Département Optique et Techniques Associées (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-02-2019 .


  • Résumé

    La structuration de la matière à l'échelle nanométrique a conduit à de nombreux effets surprenants tant en optique (or noir, cape d'invisibilité, réfraction négative) que dans le domaine acoustique ou thermique. Dans de nombreuses applications, il faut prendre en compte les propriétés des objets (et en particulier les nanostructures) dans différents domaines physiques. Par exemple un hublot en aéronautique devra respecter des conditions de transparence et d'isolation thermique et acoustique, un détecteur infrarouge devra être optimisé optiquement et thermiquement. Le premier objectif de la thèse est l'implémentation de deux méta algorithmes, le premier qui assurera les échanges d'information entre les codes maisons modélisant les différents aspects physiques de métamatériaux. Et le second permettra l'identification et l'optimisation de nanoobjets originaux, en se basant sur des techniques d'algorithmes génétiques, et en utilisant toutes les ressources software ou hardware pour réduire le temps de calcul. Dans un second temps, le doctorant étudiera le comportement de résonateurs déjà étudiés dans un domaine physique, en particulier dans notre équipe, dans les autres domaines. Un des objectifs est d'identifier des situations à fort potentiel applicatifs pour poursuivre leur étude de manière expérimentale (fabrication, banc de caractérisation). Le doctorant devra mettre en œuvre des techniques de modélisation (MatLab, Python, Comsol), des procédés de fabrication de nanostructures (lithographie électronique, gravure sèche) et participer au montage de bancs de caractérisation. Ce travail s'inscrit dans une double logique de recherche fondamentale et appliquée.

  • Titre traduit

    Multi-physical study of nanoobjects and metamaterials


  • Résumé

    The structuring of matter at the nanometric scale has led to many surprising effects both in optics (black gold, invisibility cap, negative refraction) and in the acoustic or thermal domain. In many applications, it is necessary to take into account the properties of objects (and in particular nanostructures) in different physical domains. For example, an aeronautical window must comply with transparency and thermal and acoustic insulation conditions, an infrared detector must be optically and thermally optimized. The first objective of the thesis is the implementation of two meta-algorithms, the first of which will ensure the exchange of information between house codes modelling the different physical aspects of metamaterials. And the second will allow the identification and optimization of original nanoobjects, based on genetic algorithm techniques, and using all software or hardware resources to reduce computation time. In a second step, the doctoral student will study the behaviour of resonators already studied in a physical field, in particular in our team, in other fields. One of the objectives is to identify situations with high application potential in order to continue their study in an experimental way (manufacturing, characterization bench). The doctoral student will have to implement modelling techniques (MatLab, Python, Comsol), nanostructure manufacturing processes (electronic lithography, dry etching) and participate in the assembly of characterization benches. This work is part of a dual logic of fundamental and applied research.