Thèse Localisation de Centres Colorés dans le Diamant Synthétique par Croissance Cvd H/F - 75

Établissement : Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)
École doctorale : Physique et Chimie des Matériaux
Laboratoire de recherche : Institut de Recherche de Chimie Paris
Direction de la thèse : Alexandre TALLAIRE ORCID 0000000206636662
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-15T23:59:59Ce projet de doctorat vise à relever le défi du positionnement précis des centres NV afin de concevoir un matériau diamant offrant une plateforme idéale pour les applications de détection quantique. Des couches de diamant ultra-minces (< 100 nm) dopées intentionnellement avec des centres NV seront déposées à l'aide d'un réacteur de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) « basse puissance » récemment mis au point. Le contrôle de la préparation de surface du substrat, des conditions de croissance (vitesse de croissance, température, etc.) et des propriétés quantiques des centres NV (densité, temps de cohérence, positionnement spatial) sera essentiel pour obtenir des films de diamant de haute qualité aux performances optimales. Cette approche peut être combinée à l'implantation locale d'azote par faisceau d'ions focalisé, une technique déjà bien maîtrisée au sein de notre groupe de recherche.

Parmi les différents systèmes de matériaux à l'état solide envisagés pour la détection quantique, les centres colorés du diamant sont sans doute parmi les plus prometteurs et les plus étudiés. L'intérêt croissant porté à ce matériau découle essentiellement des propriétés optiques et de spin exceptionnelles du centre coloré azote-lacune (NV). Dans de nombreux cas, le positionnement précis des centres NV, tant en profondeur que dans le plan, est crucial pour leur intégration dans des dispositifs ou pour l'amélioration de leurs performances par le contrôle de leur distance à l'échelle nanométrique.