Fabrication de couches minces de TeO2 et étude d'ions erbium implantés pour une plateforme de photonique quantique

Dans un contexte de seconde révolution quantique, un certain nombre de technologies voient leur développement s’accélérer avec l’avancée des recherches pour parvenir à exploiter les ef-fets quantiques de la matière. Parmi elles, les plateformes photoniques qui assurent l’interface entre la lumière et la matière jouent un rôle crucial, pour permettre entre autres de propager de l’information et de la stocker à l’aide de mémoires quantiques. Les cristaux dopés aux ions terres rares sont un candidat particulièrement prometteur pour la réalisation de telles pla-teformes, notamment les ions erbium avec leur transition optique à 1500 nm correspondant aux infrastructures de fibre optique. Ce projet vise à explorer la possibilité d’un dispositif à base d’ions erbium implantés dans du TeO2 cristallin. Le TeO2 présente l’avantage d’avoir un spin nucléaire très faible, et est un semi-conducteur connu pour ses bonnes propriétés acoustiques et la mobilité élevée de ses porteurs de charge. Des couches minces de TeO2 sont fabriquées par évaporation ther-mique sous ultra-vide, et leurs propriétés morphologiques sont décrites à l’aide de mesures de diffraction rayons X et de spectrométrie photoélectronique X, en fonction des conditions de déposition et de recuit. Les conditions d’apparition de deux phases cristallines distinctes sont explicitées. La remise en marche du système permettant de faire les déposition est décrite et documentée. Parallèlement, des substrats de TeO2 et de SiO2 sont implantés avec des ions erbium. Des mesures de spectrométrie de rétrodiffusion de Rutherford permettent de caractériser l’impact de l’implantation et de constater la réparation de la maille cristalline après recuit. Un montage de photoluminescence est assemblé et optimisé pour observer les propriétés optiques des ions implantés. Aucun signal n’a pu être mesuré sur les échantillons proposés.