Recherche

Nous développons des cavités photoniques et des réseaux de cavités, appelés métasurfaces, qui fonctionnent dans la gamme de fréquences térahertz. Les cavités fonctionnent selon un mécanisme plasmonique de surface, qui permet de confiner les photons THz à des échelles bien inférieures à la longueur d'onde. Cela permet d'étudier des systèmes à des échelles spatiales bien inférieures à celles imposées par la limite de diffraction et facilite la création d'hybrides lumière-matière dans le régime de couplage ultra-fort de l'interaction lumière-matière.

De plus, grâce au mécanisme plasmonique, nos cavités THz et nos métasurfaces sont hautement accordables avec des paramètres externes tels que la température, les champs magnétiques et les champs électriques. Cette accordabilité ouvre de nouvelles perspectives pour manipuler la lumière THz elle-même ou pour créer des interactions exotiques entre la lumière et la matière à l'intérieur des cavités.

Dans les matériaux quantiques, les électrons interagissent fortement entre eux et ont tendance à s'organiser à basse température, donnant naissance à des ordres quantiques exotiques aux propriétés remarquables, telles que la supraconductivité à haute température et le magnétisme, par exemple. Comprendre l'origine et la nature de ces ordres quantiques, en particulier lorsqu'ils coexistent et s'entremêlent, est l'un des principaux défis de la recherche sur la matière condensée aujourd'hui. Au laboratoire TeraX, nous essayons non seulement de comprendre la nature de ces phénomènes quantiques collectifs, mais nous cherchons également à les manipuler de manière cohérente (c'est-à-dire sans détruire ces ordres fragiles) à l'aide de la lumière.

L'étude de ces phénomènes collectifs dans les matériaux quantiques permet d'explorer des questions fondamentales en physique de la matière condensée (phénomènes quantiques collectifs hors équilibre, transitions de phase induites par la lumière, effets coopératifs dans les systèmes quantiques, etc.) et pourrait potentiellement conduire à des avancées technologiques futures (stockage d'informations magnétiques ultra-rapide, dispositifs électroniques aux fonctionnalités améliorées et aux propriétés exotiques « à la demande », etc.).