Polarisation uniaxiale dans le plan de films minces de pérovskites lamellaires ferroélectriques pour la modulation électro-optique

La photonique intégrée joue un rôle croissant dans des applications telles que les communications optiques, les liaisons satellitaires, le radar et le LiDAR, pour lesquelles le contrôle de la phase de la lumière est essentiel. Le nitrure de silicium (SiN) constitue une plateforme particulièrement intéressante grâce à ses faibles pertes optiques, sa large fenêtre spectrale et sa stabilité. Cependant, le SiN ne possède pas naturellement les propriétés électro-optiques nécessaires à une modulation efficace de la phase optique. Cette thèse vise à explorer une nouvelle approche fondée sur l'intégration de matériaux ferroélectriques en couches minces avec le SiN. Les oxydes lamellaires de la famille des Carpy–Galy (A₂B₂O₇) sont particulièrement intéressants car ils sont ferroélectriques dans le plan du film, avec un axe polaire situé dans son plan. Cette configuration offre la possibilité de contrôler la phase optique à l'aide d'un champ électrique appliqué au moyen d'électrodes intégrées. Le projet portera dans un premier temps sur la compréhension et le contrôle des propriétés structurales, optiques et polaires de ces matériaux. Des méthodes fiables seront développées afin de caractériser et contrôler leur état de polarisation et de quantifier leur réponse électro-optique. Sur la base de ces résultats, des structures photoniques seront conçues et fabriquées, en étudiant différentes approches pour intégrer les films ferroélectriques à des guides d'onde en SiN à faibles pertes. Les dispositifs réalisés seront ensuite caractérisés afin d'évaluer leurs performances optiques et électro-optiques, leur stabilité et leurs limitations. L'objectif final est de démontrer une modulation électrique de la phase optique dans un dispositif photonique intégré et d'établir des règles de conception pour le développement futur de dispositifs électro-optiques à faibles pertes fondés sur des matériaux ferroélectriques en couches minces. École doctorale : Physique en Ile de France Direction : Lucía IGLESIAS BERNARDO Financement : CIFRE - ANRT (Agence Nationale Recherche Technologie)