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Axe III : Matériaux émergents pour la photonique

La fabrication de composants optiques miniaturisés et innovants est un enjeu majeur pour différents domaines sociétaux. Cet essor implique notamment la synthèse et la mise en forme de matériaux émergents à bas coût afin de lever des verrous technologiques ou scientifiques pour réaliser de nouveaux composants photoniques. Le laboratoire, par l’intermédiaire de ses plateformes technologiques (NanoRennes et CCLO), développe la fabrication et la mise en œuvre de nouveaux matériaux et améliore ou met en place de nouvelles procédures technologiques pour fabriquer des fonctions ou des circuits en optique intégrée.

Les activités scientifiques de cet axe concernent l’émergence de nouveaux matériaux à bas coût ou l’utilisation de nanostructures innovantes pour le développement de nouveaux dispositifs photoniques à haut degré d’intégration pour des domaines d’applications très variés : la santé, l’environnement, la défense, l’affichage, ou encore les communications optiques. Cet axe concerne l’étude et la synthèse de ces matériaux spécifiques tels que les semi-conducteurs poreux, les polymères dopés, les matériaux hybrides (pérovskites, nanoplaquettes colloïdales II-VI, clustomésogènes) mais aussi la croissance MBE de nanostructures III-V innovantes. L’utilisation de ces matériaux et leurs mises en forme grâce à l’exploitation des technologies de salle blanche visent à développer de nouvelles fonctions optiques ou des concepts innovants de dispositifs photoniques.

Ces matériaux émergents font appel à des techniques de synthèse et de mise en forme très variées. Les verres de chalcogénures, les nanostructures III-V à base d’antimoine, les nanotubes de carbone (NTC), ou encore les polymères dopés par des chromophores s’avèrent très intéressants pour leurs propriétés dans le domaine de l’optique non-linéaire. Les matériaux hybrides tels que les pérovskites, les nanoplaquettes colloïdales II-VI, les NTC ou encore les clustomésogènes peuvent être considérés comme des matériaux d’avenir , à bas coût, aux propriétés de luminescence intéressantes pour des applications dans le domaine de l’affichage voire de l’émission laser. Enfin les matériaux nanostructurés comme la silice poreuse, le Si ou le Ge poreux, les verres de chalcogénures ou encore l’utilisation de nanostructures III-V dans les VCSEL sont des matériaux également prometteurs pour des applications de capteurs, ou la réalisation de fonctions optiques avancées.