Laboratoire Pierre Aigrain
Présentation
Le Laboratoire Pierre Aigrain (LPA) est concerné par divers aspects fondamentaux de la nano-physique : boîtes quantiques et microcavités de semiconducteurs, structures conductrices mésoscopiques, films minces supraconducteurs, molécules uniques carbonées (nanotubes) ou biologiques (ADN). Il étudie d’un point de vue expérimental et théorique ces nano-objets dont les possibilités d’application couvrent des domaines aussi diversifiés que l’optoélectronique, l’information quantique, l’électronique moléculaire, la reconnaissance électronique des molécules biologiques. Il travaille en particulier grâce à un réseau de collaborations nationales et internationales (CNRS/CRHEA Valbonne, CEA/CNRS Grenoble, CEA/Saclay, Universités d’Orsay, de Tokyo, de Californie à Santa Barbara, Institut Pasteur, Département de biologie de l’ENS, Max-Planck Institüt, LCR-Thalès, Alcatel, Motorola), sans oublier son partenaire privilégié, le Laboratoire de Photonique et Nanostructures de Marcoussis.
Les techniques expérimentales sont celles de la spectroscopie optique classique ou laser, linéaire ou non linéaire, des mesures de transport électrique en régime continu ou radiofréquence, des mesures de force à l’échelle du piconewton. S’y ajoute une importante activité théorique.
Le Laboratoire compte une soixantaine de personnes: chercheurs, enseignant-chercheurs, ingénieurs et techniciens, doctorants, post-doctorants. Il est divisé en six équipes expérimentales auxquelles s’ajoutent l’équipe théorique, une équipe d'instrumentation et un service administratif. Il participe activement aux activités d'enseignement de l'ENS et des universités Paris Diderot et Paris 6.
Jean-Marc Berroir
Thèmes de recherche
-
Biophysique
- Physique du vivant : Moteurs moléculaires et interactions ADN-protéines à l'échelle de la molécule unique: mesures de force par piège optique et pince magnétique
- Physique de l'ADN : Approches physiques de la biologie moléculaire: manipulation de molécules uniques, mesures de force par pièges optiques et mesures électroniques
-
Propriété électronique des nano-objets
- Optique cohérente et non-linéaire : Nouveaux Matériaux et microcavités, Propriétés opto-électroniques des hétérostructures
- Infra-rouge lointain : Magnétospectroscopie des nanostructures dans l'infrarouge lointain
-
Théorie
- Propriétés électroniques des nano-objets
- Systèmes fortement corrélés et mésoscopiques : effet Hall quantique fractionnaire, liquides de Luttinger, magnétisme en basses dimensions
-
Physique Mésoscopique - Transport
- Physique Mésoscopique : transport mésoscopique hyperfréquence, transport électronique à l'échelle atomique
- Transport : Dynamique du paramètre d'ordre supraconducteur et des vortex
[hal-02138561] High-speed THz spectroscopic imaging at ten kilohertz pixel rate with amplitude and phase contrast
Date: 23 Mayo 2019 - 20:35
Desc: [...]
[hal-02329183] Ultrafast terahertz detectors based on three-dimensional meta-atoms
Date: 28 Oct 2019 - 11:19
Desc: Terahertz (THz) and sub-THz frequency emitter and detector technologies are receiving increasing attention, underpinned by emerging applications in ultra-fast THz physics, frequency-combs technology and pulsed laser development in this relatively unexplored region of the electromagnetic spectrum. In particular, semiconductor-based ultrafast THz receivers are required for compact, ultrafast spectroscopy and communication systems, and to date, quantum-well infrared photodetectors (QWIPs) have proved to be an excellent technology to address this, given their intrinsic picosecond-range response. However, with research focused on diffraction-limited QWIP structures (λ∕2), RC constants cannot be reduced indefinitely, and detection speeds are bound to eventually meet an upper limit. The key to an ultra-fast response with no intrinsic upper limit even at tens of gigahertz (GHz) is an aggressive reduction in device size, below the diffraction limit. Here we demonstrate sub-wavelength (λ∕10) THz QWIP detectors based on a 3D split-ring geometry, yielding ultra-fast operation at a wavelength of around 100 μm. Each sensing meta-atom pixel features a suspended loop antenna that feeds THz radiation in the ∼20 μm 3 active volume (V eff ∼3 × 10 −4 λ∕2 3). Arrays of detectors as well as single-pixel detectors have been implemented with this new architecture, with the latter exhibiting ultra-low dark currents below the nA level. This extremely small resonator architecture leads to measured optical response speeds-on arrays of 300 devices-of up to ∼3 GHz and an expected device operation of up to tens of GHz, based on the measured S parameters on single devices and arrays.
[hal-02365363] Topological nanophononic states by band inversion
Date: 7 Feb 2024 - 11:17
Desc: [...]
[hal-02447654] Flexible photonic based on dielectric antennas
Date: 21 Ene 2020 - 17:13
Desc: Flexible and stretchable photonics are emerging fields aiming to develop novel applications where the devices need to conform to uneven surfaces or whenever lightness and reduced thickness are major requirements. However, owing to the relatively small refractive index of transparent soft matter including most polymers, these materials are not well adapted for light management at visible and near-infrared frequencies. Here we demonstrate simple, low cost and efficient protocols for fabricating Si1−xGex-based, sub-micrometric dielec-tric antennas over record scales (50 mm wafers) with ensuing hybrid integration into different plastic supports. The transfer process has a near-unity yield: up to 99.94% for disordered structures and 99.5% for the ordered counterpart. Finally, we benchmark the optical quality of the dielectric antennas with light scattering measurements , demonstrating the control of the islands structural colour and the onset of sharp Mie modes after encapsulation in plastic. Thanks to the ease of implementation of our fabrication methods, these results are relevant for the integration of SiGe-based dielectric Mie resonators in flexible substrates over large surfaces.
Autres contacts
Ecole Normale Supérieure (Paris-Ulm)
Bâtiment de Physique
1er étage - pièces D17-D13
24, rue Lhomond
75205 PARIS CEDEX 13