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Sophie Meuret récompensée avec le prix Favard 2017 de la Sfµ


Le travail de thèse de Sophie Meuret a porté sur l’étude de la statistique d’émission de photons créés par l’irradiation électronique de nano-objets (cathodoluminescence). Sophie Meuret a en particulier découvert un effet de regroupement de photons spécifique à la cathodoluminescence, effet qu’elle a exploité pour la mesure de temps de vie d’objets nanométriques. Ce travail de thèse a été effectué dans le groupe STEM du LPS, sous la direction de M. Kociak et L. Tizei.

Sophie Meuret

La thèse de Sophie Meuret s’intitule « L’expérience de Hanbury Brown and Twiss dans un microscope électronique à transmission à balayage : la physique et les applications ». Être capable de réaliser des expériences d’optique quantique à l’échelle du nanomètre est un des grands défis actuels de la recherche. C’est le cas en particulier pour la caractérisation des émetteurs de photons uniques (SPE), c’est à dire des émetteurs qui n’émettent qu’un photon à la fois. Au cours de son travail de thèse, Sophie Meuret a développé et utilisé un interféromètre d’intensité (Hanbury Brown and Twiss, HBT) adapté à un système de détection de cathodoluminescence (CL) dans un microscope électronique à transmission à balayage (STEM). Un tel système, représenté dans la figure en-dessous, permet de mesurer la fonction de corrélation temporelle g(2)(τ) des photons émis après interaction entre un électron et un objet d’intérêt. Elle a ainsi pu démontrer qu’un défaut particulier du nitrure de Bore Hexagonal (hBN) était un SPE dans l’ultra-violet. Puis, en étudiant l’excitation d’un grand nombre de SPEs en CL, dans l’hBN et le diamant, elle a découvert un nouveau phénomène d’émission, caractérisé par un fort effet de regroupement (bunching) dans les photons émis (g(2)(0)≈35). Ceci est en contradiction flagrante avec les mesures de Photoluminescence sur de tels systèmes, qui montrent une absence totale de corrélation entre photons émis (g(2)(0)≈1). Elle a étudié cet effet surprenant expérimentalement et théoriquement. Une des prédictions de son étude théorique était qu’une analyse simple de la fonction de corrélation permet de mesurer précisément le temps de vie des émetteurs sondés. Sophie Meuret a su utiliser cet effet pour mesurer le temps de vie à l’échelle du nanomètre de puits quantiques. Finalement, une large partie de sa thèse a été consacrée au développement d’une théorie permettant de proposer des expériences de plasmonique quantique dans un microscope électronique.

interféromètre d’intensité (Hanbury Brown and Twiss) adapté à un système de détection de cathodoluminescence dans un microscope électronique à transmission à balayage.

Les prix Favard récompensent des travaux de thèse réalisés dans une université française dans le domaine des microscopies électronique, photonique, en champ proche, ou de la sonde atomique. Un prix est attribué en Sciences du Vivant et un autre en Sciences de la Matière. Ils sont décernés tous les deux ans.

Sophie Meuret a bénéficié de collaborations avec J. Garcia de Abajo (ICFO, Barcelone, Espagne), F. Treussart (LAC, Orsay, France), T. Auzelle, B. Daudin et B. Gayral (Institut Néel, Grenoble, France) et H. C. Chang (Academia Sinica, Taipei, Taiwan). Ce travail de thèse a été financé par la DGA, le CNRS et l’Equipex TEMPOS.

Références

Thèse sur HAL
Société Française des Microscopies