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Laboratoire de recherche

UMR 6602 - UCA/CNRS
Tutelle secondaire CHU Clermont-Ferrand
Membre de Clermont Auvergne INP

Prix Jeunes Chercheurs

3 prix gagnés par nos docteurs à la 27e édition des Prix Jeunes Chercheurs de Clermont-Ferrand :

Prix Clermont Auvergne Innovation pour Guillaume Mougeot, Docteur en Image, système de perception, robotique (ED SPI) pour sa thèse en collaboration avec l'IGReD et Oxford (Nuclear Plant Envelope).

Prix INP Polytech pour Guy Vano Tsamo Tagouche, Docteur en Ingénierie des Matériaux (ED SPI) pour sa thèse.

Prix de la Fondation UCA pour Ismaël Septembre, Docteur en Physique - Milieux denses et matériaux (ED SF) pour sa thèse.

Nous félicitons Sayed Mohammadreza Shetab Bushehri, Docteur en Génie Electrique, Electronique et Systèmes (ED SPI) qui a brillamment défendu la robotique de manipulation des objets déformables.

Plateforme multi-techniques d’élaboration et de caractérisation

L'Institut Pascal, vient de se doter d'un nouveau Système d'Analyse et de Structuration des Surfaces (SASS) grâce aux financements de l'Union Européenne dans le cadre du FEDER, de la Région AURA et avec le soutien de l'UCA.Cette plateforme est dédiée à l’analyse de matériaux organiques et inorganiques avec un volume qui s'étend de la surface à une profondeur d'environ 50-100 Å. Les techniques de caractérisation disponibles sont multiples : AR-XPS, UPS, ARPES, REELS apportant des informations différentes liées à la profondeur d’analyse et à l’interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière.

Séminaire axe ISPR

Ce lundi 28 novembre, les membres de l'axe ISPR de l'Institut Pascal se retrouvent au vert pour leur séminaire annuel permettant de faire un point sur l'ensemble des activités scientifiques du groupe et d'intégrer les nouveaux arrivants.

Collaboration Michelin - IP

Dans le cadre d'une collaboration entre l'Institut Pascal et la manufacture Michelin, une démonstration réelle s'est déroulée le jeudi 10 novembre 2022 afin de montrer les capacités d'un véhicule autonome à évoluer à 40 km/h sur une  piste particulièrement éprouvante pour les pneumatiques. Cette première démonstration rentre dans un projet plus global qui doit permettre aux deux partenaires de montrer les capacités de ce type de véhicule à réaliser en autonomie certains tests de pneumatiques mais également de travailler sur le développement de nouveaux tests dont certains plus spécifiques pour ces véhicules de demain.

La fête de la science 2022

Pour l'édition 2022 de la Fête de la Science, l'Institut Pascal était présent sur tous ses thèmes de recherche sur des sites différents du campus des Cézeaux. Les démonstrations aux chercheurs en herbe allaient de la plateforme Pavin Solaire, en passant par les véhicules autonomes, les robots et la 3D, les pouvoirs magiques de la lumière noire et sous forme d'un escape game pour les mystères des capteurs de gaz.

Journées robotiques agricoles

Les deux journées techniques du réseau R2M et du projet AgROBOFood co organisées par INRAE, CEA et Institut Pascal ont lieu ces 12 & 13 octobre sur le site de Montoldre autour des thèmes de la navigation, la sécurité et l’intelligence artificielle pour le développement de robots mobiles en agriculture et en environnement ouvert.

ARCHIVE OF N2 - QUANTUM OPTOELECTRONICS AND NANOPHOTONICS

 

NEWS

 

 

2020

12/2020

A paper by our group has been published in Nature.

  
 

 

 

Sergei Koniakhin successfully defended his PhD thesis.

  
 

 

 

Ismaël Septembre started his PhD in our group.

  
 

2019

09/2019

An article on Topological Photonics for a broad audience has been published by the group in a French journal "Pour la Science".

The publication has also been commented on the radio station "France Culture".

  
 

2018

09/2018

Olivier Bleu has successfully defended his PhD Thesis.

  
 

2017

05/2017

Dmitry Solnyshkov has been elected a Junior Member of Institut Universitaire de France.

  
 

2015

07/2015

Anton Nalitov has successfully defended his PhD Thesis.

  
 

2012

09/2012

Hugo Flayac has successfully defended his PhD Thesis.

  
   

03/2012

The 1st Intenational Workshop on the Relativistic Effects in Solids has been a great success!

  
 

2010

11/2010

Goran Pavlovic has successfully defended his PhD Thesis.

  
   

03/2010

The first International School on Spin-Optronics that we have organized in Les Houches has been a great success!

  
 

2009

10/2009

The EU FP7 ITN "Spin-Optronics" project has started 1st October 2009.

  
   

09/2009

Robert Johne has successfully defended his PhD thesis entitled: "Strong Light-Matter Coupling in Semiconductor Nanostructures: Nonlinear Effects and Applications"

  
 

2008

12/2008

The European proposal “ITN Spin-Optronics” under the coordination of Clermont-Ferrand has been selected for funding. The project will start in May 2009.

  
   

12/2008

The collaboration of the group of Quantum Optoelectronics and Nanophotonics with the General Physics Institute (Moscow, Russia) and with the Ioffe Institute (St. Petersburg, Russia) has been supported by the joint CNRS-RFBR PICS project.

  
   

09/2008

Coordination of a European proposal “ITN Spin-Optronics”, 10 European partners.

  
   

02/2008

Dmitry Solnyshkov has won the first prize at the Jeune Chercheur concours of Clermont-Ferrand!

  
 

2007

06/12/2007

Dmitry Solnyshkov has defended his thesis.

  
   

11/2007

Publication by A. Kavokin, J.J. Baumberg, G. Malpuech and F.P. Laussy of the Book “Microcavities” Oxford University Press.

  
   

09/2007

Coordination of a European proposal “ITN” devoted to spinoptronic, 10 european partners.

Result of the second round evaluation by end of November (although the project passed all thresholds and got 82,8%, it has not finally been funded).

  
   

01/2007

Organization of the 3rd international conference on spontaneous coherence in the excitonic system (ICSCE3), Les Houches.

  
 

2006

03/2006

Prof. Nikolay Gippius from Moscow was awarded a National Chair of Excellence on the topic “Optical and optoelectronic nanodevices based on strong light-matter coupling”

Various Post Doc and PhD student positions are available in this framework.

Contacts: Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser., Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.

  
   

23/03/2006

Organization in Clermont-Ferrand of the fifth international workshop on solid state physics.

  
 

2003

11/2003

Publication by A. Kavokin and G. Malpuech of the Book “Cavity Polaritons” 32th volume of the series Thin films and nanostructures, edited by V. M. Agranovich, Elsevier North Holland (2003).

  

 

 

PHOTOS

 

 

 

 

  
 

 

  
 

 

PROJECTS

 

  International projects :
  • 2000-2003 European Research Training Network CLERMONT, Physics of nitride based microcavities. Coordinated by A. Kavokin.

Partners : LASMEA, GES Montpellier (B. Gil, P. Lefebvre), CRHEA Valbonne (J. Massies, F. Semond), Sheffield University (M. Skolnick), Southampton University (J.J. Baumberg), Rome University (A. Di Carlo), Florence University (A. Vinnateri, M. Colocci), Linkoping University (B. Monemar).

  • 2004-2007 European Marie Curie Network CLERMONT 2, Physics of microcavities, Coordinated by A. Kavokin.

Partners : LASMEA (G Malpuech), GES Montpellier (B. Gil), CRHEA Valbonne (J. Massies, F. Semond, J.Y. Duboz), LPA ENS Paris (J. Tignon), LPN Marcoussis (J. Bloch), Sheffield University (M. Skolnick), Southampton University (J.J. Baumberg), Rome University (A. Di Carlo), Florence University (A. Vinnateri, M. Colocci), Linkoping University (B. Monemar), Madrid University (L. Vina).

  • 2005-2008 European Specific Targeted Research Project « STIMSCAT », coordinated by M. Skolnick (Sheffield), with the main objective to make an actual Polariton laser device.

    Partners : Sheffield (M. Skolnick), Southampton (J.J. Baumberg), Strathclyde (R. Martin), Sharp Europe (J. Heffernan), CRHEA Valbonne (F. Semond), LASMEA (G. Malpuech), Rome(A. Di Carlo) .

  • 2009-2013 European Initial Training Network "Spin-Optronics" coordinated by G. Malpuech (Clermont-Ferrand). Full Partners : Clermont (G. Malpuech), Grenoble (H. Mariette), Toulouse (T. Amand), Sheffield (A. Tartakovskii), Southampton (P. Lagoudakis), Exeter (M. Portnoi), Toshiba (R.M. Stevenson), St. Petersburg (S. Ivanov), Madrid (L. Viña), Dortmund (D. Yakovlev). Associated Partners : SHARP (M. Senes), Reykjavik (I.A. Shelykh).
  • Organisation of the series of conferences “Physics of Light Matter Coupling in Nanostructures” : PLMCN0 : Saint Nectaire, France, October 2000. PLMCN1 : Rome, Italy, September 2001. PLMCN2 Rethymnon, Greece, May 2002. PLMCN3 Acireale, Italy, September 2003. PLMCN4 Saint Petersburg, Russia June 2004.

PLMCN1 and 2 were sponsored by a euroconference program.

French projects :

  • Jeune Equipe polariton (2002-2004).
  • Equipe Projet Polariton (2002-2004). In the framework of the thematic network Nanophotonique. (Coord. A. Kavokin), 7 partners (LASMEA, CRHEA Valbonne, GES Montpellier, LSP Grenoble, INSA Toulouse, LPA ENS Paris, LPN Marcoussis).
  • ACI Polariton (2002-2005). (Coord. B. Gil, GES), 5 Partners, LASMEA, GES Montpellier, INSA Toulouse, LPA ENS Paris, LPN Marcoussis.
  • Chair of Excellence awarded by Nikolay Gippius (2006-2009) :Optical and optoelectronic nanodevices based on strong light matter coupling.
  • Participation in the ANR Labex "GaNeX" (2011-..)
  • Participation in the ANR project "Plug-and-Bose" (2016-2020)
  • Coordinator of the ANR project "Quantum Fluids of Light" (2016-2020)
  

 

 

PUBLICATIONS

 

 
2015
  1. E. Wertz, A. Amo, D. D. Solnyshkov, L. Ferrier, T. C. H. Liew, D. Sanvitto, P. Senellart, I. Sagnes, A. Lemaître, A. V. Kavokin, G. Malpuech, and J. Bloch, "Propagation and Amplification Dynamics of 1D Polariton Condensates", Phys. Rev. Lett. 109, 216404 (2012).
  2. R. Hivet, H. Flayac, D. Solnyshkov, D. Tanese, T. Boulier, D. Andreoli, E. Giacobino, J. Bloch, A. Bramati, G. Malpuech, A. Amo, "Half-solitons in a polariton quantum fluid behave like magnetic monopoles", Nature Physics 8, 724 (2012).
  3. H. Flayac, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "Separation and acceleration of magnetic monopole analogs in semiconductor microcavities", New Journal of Physics 14, 085018 (2012).
  4. D. Vishnevsky, D. Solnyshkov, N.A. Gippiues, G. Malpuech, "Multistability of cavity exciton polaritons affected by the thermally generated exciton reservoir", Phys. Rev. B 85, 155328 (2012).
  5. Marta Galbiati, Lydie Ferrier, Dmitry D. Solnyshkov, Dimitrii Tanese, Esther Wertz, Alberto Amo, Marco Abbarchi, Pascale Senellart, Isabelle Sagnes, Aristide Lemaître, Elisabeth Galopin, Guillaume Malpuech, and Jacqueline Bloch, "Polariton condensation in Photonic Molecules", Phys. Rev. Letters 108, 126403 (2012).
  6. L. Orosz, F. Reveret, F. Medard, P. Disseix, J. Leymarie, M. Mihailovic, D. Solnyshkov, G. Malpuech, J. Zuniga-Perez, F. Semond, M. Leroux, S. Bouchoule, X. Lafosse, M. Mexis, C. Brimont ,T. Guillet, "LO-phonon-assisted polariton lasing in a ZnO-based microcavity", Phys. Rev. B 85, 121201 (2012).
  7.  D. Solnyshkov, H. Flayac, G. Malpuech, "Stable magnetic monopoles in spinor polariton condensates", Phys. Rev. B 85, 073105 (2012).
  8. D. Tanese, D. D. Solnyshkov, A. Amo, L. Ferrier, E. Bernet-Rollande, E. Wertz, I. Sagnes, A. Lemaître, P. Senellart, G. Malpuech, and J. Bloch, "Backscattering Suppression in Supersonic 1D Polariton Condensates", Phys. Rev. Lett. 108, 036405 (2012).
2014
  1. A. V. Nalitov, D. D. Solnyshkov, N. A. Gippius, and G. Malpuech, Voltage control of the spin-dependent interaction constants of dipolaritons and its application to optical parametric oscillators, Phys. Rev. B 90, 235304 (2014).
  2. C. Antón, D. Solnyshkov, G. Tosi, M. D. Martín, Z. Hatzopoulos, G. Deligeorgis, P. G. Savvidis, G. Malpuech, and L. Viña, Ignition and formation dynamics of a polariton condensate on a semiconductor microcavity pillar, Phys. Rev. B 90, 155311 (2014).
  3. D.D. Solnyshkov, H. Terças, G. Malpuech, Optical amplifier based on guided polaritons in GaN and ZnO. Appl. Phys. Lett. 105, 231102 (2014).
  4. H. Terças, H. Flayac, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "Non-Abelian gauge fields in photonic cavities and photonic superfluids", Phys. Rev. Letters 112, 066402 (2014).
  5. H. Terças, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "High-Speed DC Transport of Emergent Monopoles in Spinor Photonic Fluids", Phys. Rev. Lett. 113, 036403 (2014).
  6. D. Solnyshkov, H. Terças, K. Dini, G. Malpuech, "Hybrid Boltzmann-Gross-Pitaevskii theory of Bose-Einstein condensation and superfluidity in open driven-dissipative systems", Phys. Rev. A 89, 033626 (2014).
  7. T. Jacqmin, I. Carusotto, I. Sagnes, M. Abbarchi, D. Solnyshkov, G. Malpuech, E. Galopin, A. Lemaitre, J. Bloch, A. Amo, "Direct Observation of Dirac Cones and a Flatband in a Honeycomb Lattice for Polaritons", Phys. Rev. Letters 112, 116402 (2014).
  8. C. Sturm, D. Tanese, H.S. Nguyen, H. Flayac, E. Galopin, A. Lemaitre, I. Sagnes, D. Solnyshkov, A. Amo, G. Malpuech, "All-optical phase modulation in a cavity-polariton Mach-Zehnder interferometer", Nature Communications 5, 3278 (2014).
2013
  1. J. Cuadra, D. Sarkar, L. Vina, J.M. Hvam, A. Nalitov, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "Polarized emission in polariton condensates: Switching in a one-dimensional natural trap versus inversion in two dimensions", Phys. Rev. B 88, 235312 (2013).
  2. H. Flayac, H. Terças, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "Superfluidity of spinor Bose-Einstein condensates", Phys. Rev. B 88, 18 (2013).
  3. D. Tanese, H. Flayac, D. Solnyshkov, A. Amo, A. Lemaitre, E. Galopin, R. Braive, P. Senellart, I. Sagnes, G. Malpuech, J. Bloch, "Polariton condensation in solitonic gap states in a one-dimensional periodic potential", Nature Comm. 4, 1749(2013).
  4. D. Vishnevsky, H. Flayac, A. Nalitov, D. Solnyshkov, N.A. Gippius, G. Malpuech, "Skyrmion Formation and Optical Spin-Hall Effect in an Expanding Coherent Cloud of Indirect Excitons", Phys. Rev. Lett. 110, 246404 (2013).
  5. H. S. Nguyen, D. Vishnevsky, C. Sturm, D. Tanese, D. Solnyshkov, E. Galopin, A. Lemaître, I. Sagnes, A. Amo, G. Malpuech, and J. Bloch, "Realization of a Double-Barrier Resonant Tunneling Diode for Cavity Polaritons", Phys. Rev. Letters 110, 236601 (2013).
  6. Feng Li, L. Orosz, O. Kamoun, S. Bouchoule, C. Brimont, P. Disseix, T. Guillet, X. Lafosse, M. Leroux, J. Leymarie, G. Malpuech, M. Mexis, M. Mihailovic, G. Patriarche, F. Reveret, D. Solnyshkov and J. Zuniga-Perez, "Fabriaction and characterization of a room-temperature ZnO polariton laser", Appl. Phys. Lett. 102, 191118 (2013).
  7. Feng Li, L. Orosz, O. Kamoun, S. Bouchoule, C. Brimont, P. Disseix, T. Guillet, X. Lafosse, M. Leroux, J. Leymarie, M. Mexis, M. Mihailovic, G. Patriarche, F. Réveret, D. Solnyshkov, J. Zuniga-Perez, and G. Malpuech, "From Excitonic to Photonic Polariton Condensate in a ZnO-Based Microcavity", Phys. Rev. Letters 110, 196406 (2013).
  8. H. Terças, D. D. Solnyshkov, and G. Malpuech, "Topological Wigner Crystal of Half-Solitons in a Spinor Bose-Einstein Condensate", Phys. Rev. Lett. 110, 035303 (2013).
  9.  H. Flayac, D. D. Solnyshkov, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, "Transmutation of Skyrmions to Half-Solitons Driven by the Nonlinear Optical Spin Hall Effect", Phys. Rev. Lett. 110, 016404 (2013).
  10. M. Abbarchi, A. Amo, V.G. Sala, D. Solnyshkov, H. Flayac, L. Ferrier, I. Sagnes, E. Galopin, A. Lemaitre, G. Malpuech, J. Bloch, "Macroscopic quantum self-trapping and Josephson oscillations of exciton-polaritons", Nature Physics 9, 275 (2013).
  11. G. Pavlovic, G. Malpuech, I.A. Shelykh, "Pseudospin dynamics in multimode polaritonic Josephson junctions", Phys. Rev. B 87, 125307 (2013).
  12. H. Flayac, D. Solnyshkov, G. Malpuech, I. Shelykh, "Parametric inversion of spin currents in semiconductor microcavities", Phys. Rev. B 87, 075316 (2013).
2012
  1. E. Wertz, A. Amo, D. D. Solnyshkov, L. Ferrier, T. C. H. Liew, D. Sanvitto, P. Senellart, I. Sagnes, A. Lemaître, A. V. Kavokin, G. Malpuech, and J. Bloch, "Propagation and Amplification Dynamics of 1D Polariton Condensates", Phys. Rev. Lett. 109, 216404 (2012).
  2. R. Hivet, H. Flayac, D. Solnyshkov, D. Tanese, T. Boulier, D. Andreoli, E. Giacobino, J. Bloch, A. Bramati, G. Malpuech, A. Amo, "Half-solitons in a polariton quantum fluid behave like magnetic monopoles", Nature Physics 8, 724 (2012).
  3. H. Flayac, D. Solnyshkov, G. Malpuech, "Separation and acceleration of magnetic monopole analogs in semiconductor microcavities", New Journal of Physics 14, 085018 (2012).
  4. D. Vishnevsky, D. Solnyshkov, N.A. Gippiues, G. Malpuech, "Multistability of cavity exciton polaritons affected by the thermally generated exciton reservoir", Phys. Rev. B 85, 155328 (2012).
  5. Marta Galbiati, Lydie Ferrier, Dmitry D. Solnyshkov, Dimitrii Tanese, Esther Wertz, Alberto Amo, Marco Abbarchi, Pascale Senellart, Isabelle Sagnes, Aristide Lemaître, Elisabeth Galopin, Guillaume Malpuech, and Jacqueline Bloch, "Polariton condensation in Photonic Molecules", Phys. Rev. Letters 108, 126403 (2012).
  6. L. Orosz, F. Reveret, F. Medard, P. Disseix, J. Leymarie, M. Mihailovic, D. Solnyshkov, G. Malpuech, J. Zuniga-Perez, F. Semond, M. Leroux, S. Bouchoule, X. Lafosse, M. Mexis, C. Brimont ,T. Guillet, "LO-phonon-assisted polariton lasing in a ZnO-based microcavity", Phys. Rev. B 85, 121201 (2012).
  7.  D. Solnyshkov, H. Flayac, G. Malpuech, "Stable magnetic monopoles in spinor polariton condensates", Phys. Rev. B 85, 073105 (2012).
  8. D. Tanese, D. D. Solnyshkov, A. Amo, L. Ferrier, E. Bernet-Rollande, E. Wertz, I. Sagnes, A. Lemaître, P. Senellart, G. Malpuech, and J. Bloch, "Backscattering Suppression in Supersonic 1D Polariton Condensates", Phys. Rev. Lett. 108, 036405 (2012).
2011
  1. N. Liu, M. Hentschel, T. Weiss, A. P. Alivisatos, and H. Giessen. "Three-Dimensional Plasmon Rulers," Science 332, 1407 (2011).
  2. D. V. Vishnevsky, D. D. Solnyshkov, G. Malpuech, N. A. Gippius, and I. A. Shelykh, Coherent interactions between phonons and exciton or exciton-polariton condensates, Phys. Rev. B 84, 035312 (2011).
  3. H. Flayac, D. D. Solnyshkov, and G. Malpuech, Oblique half-solitons and their generation in exciton-polariton condensates, Phys. Rev. B 83, 193305 (2011).
  4. Lydie Ferrier, Esther Wertz, Robert Johne, Dmitry D. Solnyshkov, Pascale Senellart, Isabelle Sagnes, Aristide Lemaître, Guillaume Malpuech, and Jacqueline Bloch, Interactions in Confined Polariton Condensates, Phys. Rev. Lett. 106, 126401 (2011).
  5. H. Flayac, D. D. Solnyshkov, and G. Malpuech, Bloch oscillations of an exciton-polariton Bose-Einstein condensate, Phys. Rev. B 83, 045412 (2011).
  6. A. Trichet, L. Sun, G. Pavlovic, N.A. Gippius, G. Malpuech, W. Xie, Z. Chen, M. Richard, and Le Si Dang, One-dimensional ZnO exciton polaritons with negligible thermal broadening at room temperature, Phys. Rev. B 83, 041302 (2011).
  7. D. Solnyshkov, H. Flayac, G. Malpuech, "Black holes and wormholes in spinor polariton condensates", Phys. Rev. B 84, 233405 (2011).
2010
  1. D. Sarkar, S. S. Gavrilov, M. Sich, J. H. Quilter, R. A. Bradley, N. A. Gippius, K. Guda, V. D. Kulakovskii, M. S. Skolnick, and D. N. Krizhanovskii, Polarization Bistability and Resultant Spin Rings in Semiconductor Microcavities, Phys. Rev. Lett. 105, 216402 (2010).
  2. S.S. Gavrilov, A.S. Brichkin, A.A. Dorodnyi, S.G. Tikhodeev, N.A. Gippius, V.D. Kulakovskii, Polarization instability in a polariton system in semiconductor microcavities, JETP Letters 92, 171 (2010).
  3. M. Hofherr, D. Rall, K. Ilin, M. Siegel, A. Semenov, H.W. Hubers, N.A. Gippius, Intrinsic detection efficiency of superconducting nanowire single-photon detectors with different thicknesses, J. Appl. Phys. 108, 014507 (2010).
  4. G. Pavlovic, G. Malpuech, N.A. Gippius, Dispersion and polarization conversion of whispering gallery modes in nanowires, Phys. Rev. B 82, 195328 (2010).
  5. E.B. Magnusson, H. Flayac, G. Malpuech, I. Shelykh, Role of phonons in Josephson oscillations of excitonic and polaritonic condensates, Phys. Rev. B 82, 195312 (2010).
  6. E. Wertz, L.Ferrier, D.D. Solnyshkov, R. Johne, D. Sanvitto, A. Lemaitre, I. Sagnes, R. Grousson, A.V. Kavokin, P. Senellart, G. Malpuech and J. Bloch, Spontaneous formation and optical manipulation of extended polariton condensates, Nature Physics DOI : 10.1038/NPHYS1750 (2010).
  7. M. Vladimirova, S. Cronenberger, D. Scalbert, K.V. Kavokin, A. Miard, A. Lemaitre, J. Bloch, D. Solnyshkov, G. Malpuech, and A.V. Kavokin, Polariton-polariton interaction constants in microcavities, Phys. Rev. B 82, 075301 (2010).
  8. N.A. Gippius ; Thomas Weiss, S.G. Tikhodeev ; H. Giessen, Resonant mode coupling of optical resonances in stacked nanostructures, Optics Express 18, 7569 (2010).
  9. T. V. Shubina, A. V. Andrianov, A. O. Zakhar’in, V. N. Jmerik, I. P. Soshnikov, T. A. Komissarova, A. A. Usikova, P. S. Kop’ev, S. V. Ivanov, V. A. Shalygin, A. N. Sofronov, D. A. Firsov, L. E. Vorob’ev, N. A. Gippius, J. Leymarie, X. Wang, and Akihiko Yoshikawa, Terahertz electroluminescence of surface plasmons from nanostructured InN layers, Appl. Phys. Lett. 96, 183106 (2010).
  10. S.S. Gavrilov, N.A. Gippius, S.G. Tikhodeev, V.D. Kulakovskii, Multistability of the optical response in a system of quasi-two-dimensional exciton polaritons, JETP 110, 825 (2010).
  11. N.A. Gippius, T. Weiss, S.G. Tikhodeev, H. Giessen, Resonant mode coupling of optical resonances in stacked nanostructures, Optics Express 18, 7569 (2010).
  12. P.V. Eluytin, N.S. Maslova, N.A. Gippius, Oscillator heating by the colored noise, JETP Letters 90, 731 (2010).
  13. I.A. Shelykh, A.V. Kavokin, Y.G. Rubo, T.H.C. Liew, and G. Malpuech, Polariton polarization-sensitive phenomena in planar semiconductor microcavities, Semicond. Sci. Technol. 25, 013001 (2010).
  14. R. Johne, I. A. Shelykh, D. D. Solnyshkov, and G. Malpuech, Polaritonic analogue of Datta and Das spin transistor, Phys Rev B 81, 125327 (2010).
  15. Jacques Levrat, Raphaël Butté, Eric Feltin, Jean-François Carlin, Nicolas Grandjean, Dmitry Solnyshkov, and Guillaume Malpuech, Condensation phase diagram of cavity polaritons in GaN-based microcavities : Experiment and theory, Phys Rev B 81, 125305 (2010).
  16. H. Flayac, I. A. Shelykh, D. D. Solnyshkov, and G. Malpuech, Topological stability of the half-vortices in spinor exciton-polariton condensates, Phys Rev B 81, 045318 (2010).
  

MINAMAT - Opération Systèmes et Microsystèmes Capteurs Chimiques (SMCC)

 

 

 

Equipe scientifique

  • Jérôme Brunet (Maître de Conférences HDR, UCA, CNU 63)
  • Amadou Ndiaye (Ingénieur de recherche, CNRS)
  • Alain Pauly (Professeur, UCA, CNU 63)
  • Christelle Varenne (Maître de Conférences HDR, UCA, CNU 63).

 

 

Résumé

Le groupe Systèmes et Microsystèmes Capteurs Chimiques (SMCC) développe des (micro)systèmes capteurs de gaz innovants, pour la détection d'espèces chimiques gazeuses dont des polluants atmosphériques et des composés volatiles organiques (COV). Les champs d'application adressés sont : les polluants de l'atmosphère CO, O3, NO2 ; le contrôle des COV en contexte industriel tels que le benzène, le toluène, les xylènes ; les bioprocédés avec le contrôle des acides gras volatiles. Les capteurs que nous avons développés affichent des performances de détection sélective en temps réel des espèces cibles au niveau des meilleurs standards de la métrologie, pour des concentrations variant de quelques ppb à 100 ppm. La spécificité de ces capteurs est leur compacité (approche microsystème à haut degré d'intégration) et leur faible consommation. L'opération SMCC est fortement multidisciplinaire et fait appel à des expertises en chimie organique et inorganique, en physique moléculaire, en physico-chimie des matériaux, des gaz et de leurs interactions, en physico-chimie de l'atmosphère, en conception et développement de microsystèmes, en électronique.

 

 

Projets nationaux et internationaux

  • Programme européen COST (European Cooperation in Science and Technology) - Trans-disciplinary Action TD1105 - European Network on New Sensing Technologies for Air Pollution Control and Environmental Sustainability. Nous sommes impliqués sur les expertises scientifiques et techniques relatives à la conception de capteurs de gaz, incorporant des filtres chimiques organiques et inorganiques, pour le développement de composants de contrôle de la qualité de l'air. Deux membres du groupe font partie du Management Committee du projet COST (2012-2016).
  • ANR CAPBTX : A Sensing composite structure-based Microsystem devoted to the selective measurement of benzene, toluene and xylenes (ANR Blanc 2010 917 01 ; coordinateur ; 2010-2013).
  • ANR POLL CAP : Development of semiconductor gas sensor microsystems for the monitoring of atmospheric gaseous pollutants (ANR Blanc ; coordinateur ; 2006-2010).

Photon programmes

Ces 5 dernières années, l'axe PHOTON s'est impliqué dans 8 projets européens, 8 ANR, 12 projets industriels et 19 projets autres (12 internationaux et 7 nationaux), dont plusieurs ont été coordonnés par l'Institut Pascal. L'axe a aussi récemment était associé à 2 laboratoires d'excellence sur la mobilité (IMobS3) et sur les nitrures d'élément III (GANEX).

Projets européens

    Initial Training Network « Spin-Optronics ». 2009-2013, 12 parters. Role : Coordination
    Initial Training Network « Clermont 4 » Physics of Microcavities, 2009-2013, 10 parters. Role : Participant
    European Concerted Research Action COST Action TD1105 EuNetAir "European Network on New Sensing Technologies for Air-Pollution Control and Environmental Sustainability", 22 partners, Role : Participant, Member of Management Committee
    People Marie Curie Action EM TRANS PLC : Modelling of Electromagnetic Transients and PLC Energy Services , Role : Coordinator. More details : see here.
    FUNPROB (2011-2015) : FP7-PEOPLE-2010, Marie Curie Actions—International Research Staff Exchange Scheme (IRSES), proposing to use III-V semiconductor nanowires as functioning sensors at the apex of scanning probes.
    European Program COST 2012-2016 (European Cooperation in Science and Technology) – Trans-disciplinary Action TD1105- European Network on New Sensing Technologies for Air Pollution Control and Environmental Sustainability
    European project PARSEM 2005-2009 (6e PCRDT CEE RTN) : Interfacial phenomena at atomic resolution and multi-scale properties of novel III-V semiconductors.

 
Projets ANR

    Labex IMobS3 2011-2021
    Labex GANEX 2012-2022
    ANR Jeune Chercheur PGP (Physique des Gap-Plasmon, 2014-2018)
    ANR Blanc "CLAC" (2009-2012)
    ANR Blanc "Quandyde" Quantum effects in microcavities, 4 partners, 2011-2014, Participant
    ANR Blanc "CAPBTX" A Sensing composite structure-based Microsystem devoted to the selective measurement of benzene, toluene and xylenes, 2010-2013, Coordinator
    ANR Blanc "POLL CAP" Development of semiconductor gas sensor microsystems for the monitoring of atmospheric gaseous pollutants, 2006-2010, Coordinator
    ANR "FIDEL" InGaN Nanowires for Electroluminescent Diodes, 2012-2015, Participant
    ANR Blanc "SPINJECT" Spin polarized tunneling from an optically excited GaAs tips, 2006-2009, Participant

 
Autres

    Run to the Synchrotron SOLEIL (France: RUN on the SMIS beamline June 2012)
    European DEISA (Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications): Projet STOPQuaLMS (Slater Type Orbital Package for Quantum Monte Carlo on Large Molecular Systems) 2008-2009




Minamat - Opération 3VAH : Epitaxie HVPE de semiconducteurs III-V et III-N

Equipe scientifique

  • Y. André (Maître de Conférences HDR, UCA, CNU 28)
  • G. Avit (Ingénieur d'Etudes, UCA)
  • E. Gil (Professeur, UCA, CNU 28)
  • A. Trassoudaine (Professeur, UCA, CNU 28)
  • E. Chereau (Doctorant)
  • E. Semlali (Doctorant)

 

 

Qu'est ce que la HVPE ?

L'Institut Pascal est le seul laboratoire mondial développant le procédé d'épitaxie en phase vapeur aux hydrures ou HVPE, pour la croissance de (nano)structures de semiconducteurs III-V (Ga,In)-(As,P) et III-N (Ga,In)-N.

La HVPE met en oeuvre des précurseurs de croissance gazeux d'hydrures VH3 et NH3, et des précurseurs chlorés IIICl dont la décomposition est rapide. La spécificité est qu'une grande quantité d'éléments III et V est pourvue par unité de temps.

Grâce à la décomposition rapide des précurseurs, une augmentation de la sursaturation de la phase vapeur se traduit par un déplacement immédiat de la réaction de dépôt vers la production du solide. La vitesse de croissance est fonction de la température et suit la courbe en cloche typique d'une croissance limitée par la thermodynamique et les cinétiques de surface :

Exploitation de la grande anisotropie de croissance pour le façonnage contrôlé de structures
La vitesse de croissance peut être modulée en faisant simplement varier la température et/ou les pressions partielles des précurseurs. Il est alors possible de tirer partie de la grande anisotropie de croissance des cristaux III-(V,N) puisqu'une large plage de vitesse de condensation peut être réglée de 3 à plus de 100 µm/h en fonction de la température et de la composition de la phase gazeuse, pour chaque face des cristaux :



                          

 

 Articles sélectionnés
•    E. Gil et al., Hydride VPE for current III-V and nitride semiconductor compound issues, Handbook of Crystal Growth, Vol. III, Second Edition, Elsevier, Chapter 2, 51 (2015)
•    F. Reveret et al., Spatially resolved optical control of GaN grown by selective area hydride vapor phase epitaxy, Journal of Crystal Growth 421, 27 (2015)
•    E. Gil et al., Record high-aspect-ratio GaAs nano-grating lines grown by Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), J. Crystal Growth 380, 93 (2013)
•    Y. Andre et al., Demonstration of crystal-vapor equilibrium leading to a growth blockade of GaN during selective area growth, Journal of Crystal Growth 354, 135 (2012)
•    O. Chelda-Gourmala et al., Complete HVPE experimental investigations: cartography of SAG GaN towards quasi-substrates or nanostructures, Journal of Crystal Growth 312, 1899 (2010)

 

La HVPE pour la croissance rapide de nanofils ultra-longs

La croissance HVPE assistée de métal catalyseur Au ou Au-Ni qui met en jeu un système à trois phases vapeur-liquide-solide (VLS), produit des nanofils très longs en des temps de procédé très courts, à des vitesses de solidification axiale allant de 100 à 200 µm/h. Ces nanofils sont de diamètre constant et de phase cristalline constante (pas de polytypisme) :

 

    

 

 

 

La HVPE a démontré qu'un nanofil de GaAs pouvait être cubique (phase zinc blende pure) sur un rayon record de 5 nm :


                                                                               		            

Pourquoi ?
La croissance axiale des nanofils est favorisée par l'apport des précurseurs directement dans les gouttelettes de catalyseur Au-Ga. Les pressions partielles élevées résultent en des concentrations élevées en Ga dans les gouttelettes, ce qui  diminue l'énergie de surface. La nucléation ne peut alors avoir lieu qu'à l'intérieur de la gouttelette, à l'interface liquide-solide entre la gouttelette et le nanofil. Ceci génère une phase cubique zinc blende, quel que soit le rayon du nanofil.

Articles sélectionnés
•    G. Avit et al., Ultralong and defect-free GaN nanowires by the HVPE process, Nano Letters 14, 559 (2014)
•    E. Gil et al., Record pure zincblende phase in GaAs nanowires down to 5 nm in radius, Nano Letters 14, 3938 (2014)
•    G. Avit et al., Catalyst-assisted Hydride Vapor Phase Epitaxy of GaN nanowires: exceptional length and constant rod like shape capability, Nanotechnology 23, 405601 (2012)
•    M.R. Ramdani et al., Fast Growth Synthesis of GaAs Nanowires with Exceptional Length, Nano Letters 10, 1836 (2010)

 

 

La HVPE pour la croissance de micropiliers GaN sur Si - Procédé hybride MOVPE/HVPE

Des réseaux denses de piliers de GaN sont synthétisés par croissance sélective HVPE sur substrat masqué AlN/Si (100). Des piliers à haut rapport de forme sont obtenus sans avoir recours à l'ajout de silane dans la phase gazeuse. La reprise d'épitaxie MOVPE de multipuits quantiques InGaN/GaN radiaux-coquilles sur des coeurs GaN-HVPE a été démontrée pour la première fois.

Articles sélectionnés
•    G. Avit et al., GaN rods grown on Si by SAG-HVPE towards GaN HVPE/InGaN MOVPE core/shell structures, Crystal Growth and Design 16, 2509 (2016)
•    A. Trassoudaine et al., Spontaneous formation of GaN/AlN core-shell nanowires on sapphire by HVPE, J. Crystal Growth 454, 1 (2016)

 

 

La croissance HVPE pour les nanofils : quel devenir ?

  • Croissance auto-catalysée de nanofils : en cours de mise en ligne.

En attendant :

Articles sélectionnés
•    Z. Dong et al., Self-catalyzed GaAs nanowires on silicon by HVPE, Nanotechnology 28, 125602 (2017)
•    V.G. Dubrovskii et al., Nucleation and initial radius of self-catalyzed III-V nanowires, J. Crystal Growth 459, 194 (2017)

 

  • Croissance de nanofils InGaN avec variation contrôlée de la composition du ternaire : en cours de mise en ligne.

Visitez-nous dans quelques semaines !

 

Collaborations

  • •    Pr. Hiroshi AMANO, Prix Nobel de Physique 2014, université de Nagoya (Japon). Professeur Honoris Causa de l'Université Blaise Pascal et de l'Université d'Auvergne in 2016. Collaboration sur le projet INSOLIUM, "InGaN nanowires-based solar cells on silicon substrate" financé par PRC CNRS-JSPS et la fondation de l'Université d'Auvergne.
    •    Pr. Vladimir DUBROVSKII, St Petersburg Academic University, IOFFE Physical Technical Institute of St Petersburg, ITMO University of St Petersburg. Professeur invité régulièrement (Université Blaise Pascal / IMobS3 LabEx). Modélisation de la croissance des nanofils.
    •    ITMO St Petersburg (Russie), collaboration contractuelle internationale. Croissance des nanofils.
    •    Consortium Région AURA : INAC CEA (Grenoble), Institut des Nanotechnologies (INL) (Lyon), Institut Néel (Grenoble). Projet ENNORA (voir ci-dessous).

Projets nationaux et internationaux

  • L'équipe HVPE est un partenaire du laboratoire français d'excellence GaNeX (depuis 2012) qui rassemble la communauté française d'étude des nitrides.
  • Projet ENNORA : Epitaxie de nanofils semiconducteurs pour l'énergie. Propriétés structurales, optiques et de transport électrique. Projet financé par la Région AURA (2017-2020).
  • Le projet français ANR “FIDEL” 2012-2015 : InGaN Nanowires for Electroluminescent Diodes. Notre équipe développe la croissance des nanofils InGaN avec des morphologies contrôlées et des propriétés optiques. Collaborations: CEA/LETI-Grenoble et Institut Néel, Grenoble, France.
  • Le projet français ANR "SPINJECT" 2006-2009 : Spin polarized tunneling from an optically excited GaAs tips. Nous avons démontré le potentiel du procédé HVPE pour le développement des pointes GaAs avec des morphologies contrôlées requises pour l'injection de spin à utiliser pour la microscopie à effet tunnel par balayage polarisé. Collaboration : Ecole Polytechnique Palaiseau, Laboratoire PMC, France.
  • Le projet européen PARSEM 2005-2009 (6e PCRDT CEE RTN) : Interfacial phenomena at atomic resolution and multi-scale properties of novel III-V semiconductors. Le procédé HVPE a fourni de très épaisses couches GaN (0.5 mm) avec une densité de dislocation faible (<106 cm-2).

Axes thématiques

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