Matériaux hybrides terres rares-diamant pour la photonique quantique // Rare Earth-Diamond Hybrid Materials for Quantum Photonics

Le groupe Cristaux et Dynamique des Etats Quantiques (CQSD) recherche des candidat·e·s motivé·e·s et talentueux·ses pour rejoindre son équipe et développer de nouveaux matériaux destinés aux technologies quantiques.

Nous développons des cristaux nanostructurés dopés par des ions de terres rares afin de réaliser des interfaces quantiques solide entre la lumière et la matière — une ressource clé pour la communication quantique et le traitement quantique distribué. Les cristaux dopés aux ions terres rares (TR) présentent des durées de vie des états quantiques optiques et de spin exceptionnellement longues, ce qui en fait des plateformes particulièrement prometteuses pour ce type d'interfaces. Toutefois, pour exploiter pleinement leur potentiel, ils doivent être couplés efficacement à des nanostructures photoniques telles que des résonateurs optiques.

Ce projet de doctorat vise à développer des matériaux hybrides innovants constitués de couches minces d'oxydes dopés TR de haute qualité élaborées par dépôt chimique en phase vapeur (CVD) sur des structures photoniques en diamant. Cette approche ouvrira la voie à des interfaces quantiques REI–lumière efficaces et polyvalentes pour un large éventail d'applications en technologies quantiques.

Le projet combine :
• la croissance de couches minces de haute qualité,
• la spectroscopie optique et de spin à haute résolution et basse température,
• l'étude de dispositifs hybrides nanophotoniques.

Les travaux se dérouleront dans un environnement scientifique dynamique, à la fois français et international.
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The Crystals and Quantum State Dynamics group seeks motivated and talented PhD students to join our team developing novel materials for applications in quantum technologies. We develop rare-earth doped nanostructured crystals to realize solid state quantum interfaces between light and matter - a key resource for quantum communication and distributed quantum processing. Rare-earth ion (REI)-doped crystals offer exceptionally long spin and optical quantum state lifetimes, making them promising platforms for such interfaces. However, to fully exploit their potential, they must be efficiently coupled to photonic nanostructures such as optical resonators.

This PhD project aims to develop innovative hybrid materials consisting of high-quality REI doped oxide thin films grown by Chemical Vapor Deposition (CVD) on diamond photonic structures. This approach will pave the way toward efficient and versatile REI - light quantum interfaces for a broad range of quantum technology applications.

The project combines:
• growth of high-quality thin films
• high-resolution optical and spin spectroscopy at low temperatures
• investigation of nanophotonic hybrid devices.

The work will take place in a dynamic French and international research environment.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Chimie ParisTech / École Nationale Supérieure de Chimie de Paris (ENSCP)

397 Physique et Chimie des Matériaux

Nous recherchons des candidat·e·s disposant d'une solide formation en science des matériaux, en physique quantique ou en optique, ainsi que d'un fort intérêt pour la recherche expérimentale. Les candidat·e·s devront démontrer : • de bonnes compétences expérimentales, • rigueur scientifique et autonomie, • la capacité à travailler de manière indépendante tout en collaborant étroitement avec l'équipe de recherche.
We are looking for candidates with a strong background in Materials Science, Quantum Physics, or Optics, and a pronounced interest in experimental research. Candidates should demonstrate: • good experimental skills • scientific rigor and autonomy • ability to work independently while collaborating closely with the research team.