Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Sujet de thèse :
L'intégration de matériaux quantiques dans des cavités photoniques offre une nouvelle façon de modifier les propriétés de ces matériaux. Ce nouveau domaine de recherche a été motivé par les progrès expérimentaux réalisés pour atteindre le régime de couplage lumière-matière ultra-fort qui permet de prédire et d'étudier de nouveaux phénomènes physiques. La brisure de la protection topologique dans l'effet Hall quantique est la démonstration expérimentale la plus remarquable du contrôle de la cavité des matériaux quantiques. Les matériaux topologiques tels que les isolants topologiques et les supraconducteurs topologiques ont attiré beaucoup d'attention au cours des dernières décennies en raison de leur application potentielle dans le domaine des technologies quantiques. Le modèle prototype d'un supraconducteur topologique est le modèle de la chaîne de Kitaev qui décrit un supraconducteur topologique unidimensionnel avec des états liés de Majorana à énergie nulle émergeant à ses extrémités. Le couplage de matériaux topologiques à des photons de cavité offre une nouvelle façon de sonder et de contrôler leurs propriétés topologiques. En particulier, il a été démontré que la présence d'états liés de Majorana dans la chaîne de Kitaev intégrée dans une cavité pouvait être sondée par la fonction spectrale de la cavité. En outre, le point de transition de phase topologique dans le modèle prototype des isolants topologiques - le modèle Su-Schrieffer-Heeger - est modifié par le couplage des photons.
L'objectif du projet de doctorat est d'étudier les matériaux topologiques couplés aux photons de la cavité, dans le cadre de l'utilisation de l'encastrement dans la cavité pour sonder, contrôler et créer de nouvelles phases topologiques. Le projet se concentrera sur les modèles électroniques en présence du couplage aux photons et des interactions électron-électron. L'un des objectifs du projet est de proposer une nouvelle approche pour l'observation des états liés topologiques basée sur la spectroscopie de cavité. Un autre objectif est de considérer le matériau topologique couplé à une cavité monomode dans le régime résonant et d'étudier les propriétés des états hybrides lumière-matière - polaritons - émergeant dans ce régime. L'objectif le plus ambitieux est de créer des états topologiques dans des matériaux électroniques à topologie de bande triviale avec de la lumière quantique.

Contexte :
Le Centre de Physique Théorique (CPHT) est une unité mixte de recherche (UMR 7644) du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et de l’Ecole polytechnique. Le CPHT réunit des chercheurs dont les activités couvrent un large spectre de la Physique, tant dans ses aspects fondamentaux qu’appliqués. Le doctorant (H/F) intégrera l'équipe de matière condensée du CPHT. Le doctorant (H/F) sera inscrit à l'Ecole Doctorale de l’Institut Polytechnique de Paris.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Contraintes et risques :
pas de risque