*IMPORTANT : Certains de ces renseignements peuvent varier selon les cheminements ou concentrations. Consultez les sections Structure du programme et Admission et exigences pour connaitre les spécificités d’admission par cheminements, trimestres d’admission, régimes ou lieux offerts.
Permettre à l'étudiante ou à l'étudiant :
Physique théorique et expérimentale de la matière condensée et de l’informatique quantique. Propriétés électroniques des matériaux avancés : supraconducteurs, systèmes magnétiques, microstructures et nanostructures, composants électroniques et photoniques. Informatique quantique : algorithmes pour ordinateurs quantiques, correction d’erreur quantique, calcul quantique tolérant aux fautes, qubits supraconducteurs et de spin, boîtes quantiques, senseurs quantiques, circuits électriques quantiques, optique quantique.
Les sections Présentation, Structure du programme et Admission et exigences constituent la version officielle de ce programme. La dernière mise à jour a été faite le 1 mai 2016. L’Université se réserve le droit de modifier ses programmes sans préavis.
Ouvert aux étudiants internationaux en régime régulier
Possibilité de stage ou de cours à l’étranger
* Peuvent varier pour certains cheminements ou concentrations.
819 821-7055
819 821-8046 (télécopieur)
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PHY803
Rencontre avec le comité de suivi I
- 1 crédit(s)
|
PHY804
Rencontre avec le comité de suivi II
- 1 crédit(s)
|
PHY805
Rencontre avec le comité de suivi III
- 1 crédit(s)
|
PHY806
Rencontre avec le comité de suvi IV
- 1 crédit(s)
|
PHY811
Séminaire
- 2 crédit(s)
|
PHY812
Séminaire
- 2 crédit(s)
|
PHY863
Activités de recherche I
- 15 crédit(s)
|
PHY864
Activités de recherche II
- 15 crédit(s)
|
PHY865
Activités de recherche III
- 14 crédit(s)
|
PHY896
Examen général
- 7 crédit(s)
|
PHY899
Thèse
- 25 crédit(s)
|
Choisies parmi les activités suivantes
PHY723
Physique des micro et nanostructures
- 3 crédit(s)
|
PHY724
Physique mésoscopique
- 3 crédit(s)
|
PHY730
Physique de la matière condensée avancée
- 3 crédit(s)
|
PHY732
Information quantique théorique
- 3 crédit(s)
|
PHY740
Symétries brisées et états cohérents de la matière
- 3 crédit(s)
|
PHY760
Méthodes expérimentales en physique du solide
- 3 crédit(s)
|
PHY839
Sujets de pointe II
- 3 crédit(s)
|
PHY840
Sujets de pointe III
- 3 crédit(s)
|
PHY874
Supraconductivité
- 3 crédit(s)
|
PHY879
Systèmes quantiques fortement corrélés
- 3 crédit(s)
|
PHY889
Sujets de pointe
- 3 crédit(s)
|
PHY892
Problème à « N » corps
- 3 crédit(s)
|
PHY851
Conférence étudiante en physique
- 1 crédit(s)
|
PHY854
Sujets spécialisés en physique I
- 2 crédit(s)
|
PHY855
Sujets spécialisés en physique II
- 3 crédit(s)
|
PHY856
Sujets spécialisés en physique III
- 3 crédit(s)
|
PHY857
Sujets spécialisés en physique IV
- 3 crédit(s)
|
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Sherbrooke : admission aux trimestres d’automne, d’hiver et d’été
Détenir un grade de 2 e cycle en physique ou l'équivalent.
ou
Détenir un grade de 1er cycle en physique ou l’équivalent, pour les candidates et candidats dont les dossiers scolaires ont été jugés exceptionnels par le comité des études supérieures du Département de physique.
La candidate ou le candidat admis avec un grade de 1er cycle devra réussir 30 crédits additionnels d’activités pédagogiques d’appoint.
La candidate ou le candidat doit s’assurer qu’une professeure ou un professeur habilité accepte de superviser la recherche.
Régime régulier à temps complet
Régime en partenariat à temps complet
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Le programme de doctorat en physique à l'Université de Sherbrooke a été conçu pour faire de vous une chercheuse ou un chercheur. Dans un premier temps, vous aurez à approfondir vos connaissances en physique dans une spécialisation dans le secteur de la matière condensée, en particulier les propriétés des électrons dans les matériaux à potentiel technologique : supraconducteurs, nanostructures à semiconducteurs, informatique quantique, etc.
Dans un deuxième temps, vous pourrez mettre votre créativité au profit de la recherche en développant de nouvelles connaissances scientifiques et en communiquant ces résultats à la communauté scientifique lors d’un congrès international sur le sujet.
Au terme du doctorat, vous devriez être apte à assumer, d'une façon autonome, la responsabilité d'activités de recherche.
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La Faculté des sciences de l’Université de Sherbrooke possède des infrastructures et équipements de première catégorie, dont la grappe d’ordinateurs Mammouth, capable d’effectuer 6888 milliards de multiplications par seconde grâce à ses 2024 processeurs. Il s’agit de l'une des capacités de calcul parmi les plus puissantes au Canada.
Le Département de physique abrite des laboratoires mondialement reconnus consacrés à l'étude des matériaux quantiques. Des physiciens expérimentateurs y soumettent des matériaux à des conditions extrêmes de température, de champ magnétique, de pression, afin de révéler le comportement collectif des électrons qui déterminent leurs propriétés et leurs applications. Des physiciens théoriciens utilisent des superordinateurs afin de prédire ou d'expliquer ces propriétés à partir de modèles simples de ces matériaux.
Des bourses pour faciliter vos études aux cycles supérieurs :
Répertoire des professeurs de l'UdeS
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Diplôme d'études supérieures spécialisées de 2e cycle en nanomatériaux et caractérisations de pointe
Microprogramme de 2e cycle en nanotechnologies et micro-nanosystèmes (MN2)
Comprendre les concepts physiques décrivant les propriétés électroniques et optiques des micro et nanostructures, et les applications aux dispositifs avancés.
Structure de bandes électroniques des semi-conducteurs. Gaz électronique à dimensionnalité réduite, quantification électrique. Nanocristaux, micro et nanostructures. Impuretés et états de surface. Propriétés optiques linéaires et non linéaires : règles de sélection, effet Kerr, effet photoréfractif, électroabsorption, amplification optique. Matériaux à gap photonique, cavités et guides d'ondes. Applications aux sources laser, aux sources à photon unique, aux photodétecteurs, ainsi qu'aux mémoires optiques.
Diplôme d'études supérieures spécialisées de 2e cycle en nanomatériaux et caractérisations de pointe
Maîtriser les concepts physiques nécessaires à la compréhension des mécanismes de transport électronique dans les systèmes mésoscopiques et nanométriques.
Introduction. Transmission versus conductance: « un concept important ». Transport quantique et localisation d'Anderson. Cohérence de phase. Blocage de Coulomb : transport à un électron. Nanotubes de carbone et liquides de Luttinger. Effet Hall quantique.
Diplôme d'études supérieures spécialisées de 2e cycle en nanomatériaux et caractérisations de pointe
Comprendre les concepts fondamentaux et le formalisme théorique permettant de décrire le comportement physique des solides cristallins et être capable d'utiliser ces notions pour résoudre des problèmes complexes.
Propriétés thermodynamiques du gaz d'électrons libres; propriétés et méthodes de calcul de la structure de bande d'un cristal; théorie quantique des modes de vibration des cristaux; théorie semi-classique du transport dans les métaux et semi-conducteurs (conductivités thermique et électriques); interaction lumière-matière et théorie de la diffusion des neutrons par les cristaux; gaz d'électrons en interaction (écrantage et théorie des liquides de Fermi).
Acquérir une connaissance approfondie des principaux sujets de l’informatique quantique théorique. Comprendre le formalisme mathématique de la théorie de l'informatique quantique ainsi que ses principaux concepts physiques.
Théorie quantique de l’information, incluant la théorie de Shannon classique et quantique, les notions de capacité de canaux et les problèmes d’additivité. Tolérance aux fautes, incluant les techniques de lecture de syndrome de Steane, Shor et Knill, les opérations transverses, les codes concaténés et topologiques. Complexité du calcul, incluant les classes de complexité classiques P et NP et quantiques BQP et QMA et des exemples physiques de problèmes complets pour ces classes. Modèles théoriques du calcul quantique incluant le modèle de circuit, le calcul adiabatique et le calcul topologique. Autres sujets de pointe en informatique quantique théorique.
Comprendre le concept fondamental de symétrie brisée et les formalismes théoriques s'y rapportant. Être capable d'utiliser ce concept et ces formalismes pour résoudre des problèmes complexes impliquant les propriétés émergentes et les effets quantiques collectifs dans les systèmes magnétiques, les supraconducteurs, les états cohérents et les états à symétrie brisée en général.
Magnétisme atomique, théorie des groupes, phénoménologies des transitions de phase, seconde quantification, modèle de Hubbard, ondes de spin, modes de Goldstone, états cohérents, condensation de Bose-Einstein, supraconductivité, théorie Ginsburg-Landau, théorie BCS, nouveaux supraconducteurs.
Diplôme d'études supérieures spécialisées de 2e cycle en nanomatériaux et caractérisations de pointe
Microprogramme de 2e cycle en nanomatériaux et caractérisations de pointe
S'initier aux divers outils expérimentaux utilisés couramment dans l'étude des propriétés physiques des matériaux.
Diffraction : rayons X, neutrons, et électrons. Chaleur spécifique et transitions de phase. Photoémission, effet de Haas-van Alphen, effet tunnel, et effet des corrélations. Transport : résistivité, effet Hall, magnétorésistance, effet Shubnikov-de Haas, pouvoir thermoélectrique, et conductivité thermique, hyperfréquences et micro-ondes. Spectroscopie infrarouge, diffusion Raman, impulsions ultra-courtes, résonance cyclotron. Magnétisme, résonance magnétique nucléaire et résonance paramagnétique électronique. Jonctions Josephson et SQUID.
Établir l’échéancier des activités pédagogiques du doctorat, définir les activités de formation requises (cours, techniques de laboratoire, sécurité, etc.) et le cadre de déroulement du doctorat ainsi que discuter des projets pouvant être ciblés.
Utilisation du plan de formation et de son échéancier pour définir avec la directrice ou le directeur les conditions dans lesquelles se dérouleront les travaux et les activités requises pour obtenir le diplôme. Confirmation de l’échéancier convenu en rencontre avec le comité de suivi.
Présenter le projet de recherche, les acquis de formation, la bibliographie reliée ainsi que les résultats préliminaires. Établir un échéancier du projet.
Rédaction d'un court rapport d’une page sur les progrès du projet en cours et d'une autre page résumant la littérature explorée et pertinente pour le projet. Discussion avec le comité de la problématique de recherche, du suivi de la littérature et des résultats des travaux préliminaires.
Présenter la progression du projet de recherche, la bibliographie reliée ainsi que les résultats les plus prometteurs. Établir un nouvel échéancier du projet menant à la rédaction éventuelle de la thèse.
Rédaction d'un court rapport d’une page sur les progrès du projet en cours et d'une autre page résumant la littérature explorée et pertinente pour le projet. Discussion avec le comité de la problématique de recherche et des résultats des travaux, du suivi de la littérature et de l’atteinte des objectifs du projet.
Présenter les résultats du projet de recherche, la bibliographie reliée ainsi que les résultats les plus prometteurs. Établir un échéancier de rédaction de la thèse ainsi que son plan.
Rédaction d'un court rapport d’une page sur les résultats et les finalités du projet et d'une autre page résumant la littérature explorée et pertinente pour le projet. Discussion avec le comité des résultats des travaux, du suivi de la littérature et de l’atteinte des objectifs du projet. Préparation à la rédaction de la thèse.
Présenter le projet de recherche au 3e cycle. Chaque étudiante ou étudiant au 3e cycle doit présenter un exposé sur ses travaux de recherche en plus de prendre une part active aux séminaires et colloques du Département de physique. Dans le cadre de la présente activité, présenter son projet de recherche ciblé.
Définition des objectifs du projet de recherche, proposition des hypothèses de travail, choix des méthodes (théoriques ou expérimentales) à utiliser, présentation des résultats préliminaires si disponibles.
Présenter une communication à un congrès national ou international de physique.
Présentation des résultats de la recherche dans le cadre d’un congrès de grande envergure. Idéalement, sous la forme d’une présentation orale.
Connaître les domaines de la physique de la matière condensée et de l’information quantique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Par définition, les sujets choisis seront portés à évoluer rapidement. À titre d’exemples, les sujets traités pourront être l’effet Hall quantique, la supraconductivité à haute température critique, les systèmes mésoscopiques, les systèmes de Fermi fortement corrélés sur réseaux, les isolants topologiques, les protocoles et implémentations physiques de l’informatique quantique, le calcul quantique tolérant aux fautes, etc.
Connaître les domaines de la physique de la matière condensée et de l’information quantique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Par définition, les sujets choisis seront portés à évoluer rapidement. À titre d’exemples, les sujets traités pourront être l’effet Hall quantique, la supraconductivité à haute température critique, les systèmes mésoscopiques, les systèmes de Fermi fortement corrélés sur réseaux, les isolants topologiques, les protocoles et implémentations physiques de l’informatique quantique, le calcul quantique tolérant aux fautes, etc.
Développer ses capacités de communication scientifique dans des domaines de la physique avancée.
Préparation d’une communication scientifique en faisant usage de technologies actuelles. Présentation de résultats de recherche à une conférence étudiante ou une école d’été sous forme d’une affiche ou d’une communication orale. Cette communication peut aussi être un résumé d’une école d’été présenté dans une réunion de groupe.
Connaître les domaines de la physique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Domaines spécifiques en informatique quantique et en physique de la matière condensée. Cours donnés par des experts internationaux sur des sujets de recherche d’actualité et en évolution rapide.
Connaître les domaines de la physique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Domaines spécifiques en informatique quantique et en physique de la matière condensée. Cours donnés par des experts internationaux sur des sujets de recherche d’actualité et en évolution rapide.
Connaître les domaines de la physique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Domaines spécifiques en informatique quantique et en physique de la matière condensée. Cours donnés par des experts internationaux sur des sujets de recherche d’actualité et en évolution rapide.
Connaître les domaines de la physique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Domaines spécifiques en informatique quantique et en physique de la matière condensée. Cours donnés par des experts internationaux sur des sujets de recherche d’actualité et en évolution rapide.
Définir un projet de recherche.
Définition des objectifs du projet de recherche, proposition des hypothèses de travail, choix des méthodes (théoriques ou expérimentales) à utiliser.
Mettre en pratique la méthodologie expérimentale ou théorique proposée pour le projet de recherche.
Poursuite du plan de recherche.
Poursuivre le projet de recherche et analyser de façon critique les résultats obtenus.
Poursuite du projet de recherche.
Atteindre une compréhension approfondie des supraconducteurs conventionnels et non conventionnels.
Phénoménologie, modèle de London, théorie de Ginzburg-Landau, supraconductivité de type 1 et de type 2, vortex, réseau d’Abrikosov, état mixte, modèle de Bardeen-Cooper-Schrieffer, effet Josephson, jonctions, SQUIDs. Supraconductivité non conventionnelle : organiques, cuprates, pnictures, interfaces.
S'initier à différentes méthodes et aux nouveaux concepts permettant de décrire les systèmes quantiques fortement corrélés à dimensionnalité réduite.
Théorie des liquides de Fermi, quasi-particules, modes collectifs, groupe de renormalisation pour fermions en interaction à une dimension, liquide de Luttinger. Phénomènes critiques quantiques. Bosonisation et invariance conforme. Antiferroaimants quantiques et modèle sigma non linéaire. Gaz d'électrons bidimensionnel, effets Hall quantiques entier et fractionnaire. Cristal de Wigner. États cohérents. Excitations topologiques dans les structures de puits quantiques.
Connaître les domaines de la physique de la matière condensée et de l’information quantique qui se sont développés récemment; saisir les fondements de ces domaines au point de pouvoir en faire une synthèse.
Par définition, les sujets choisis seront portés à évoluer rapidement. À titre d’exemples, les sujets traités pourront être l’effet Hall quantique, la supraconductivité à haute température critique, les systèmes mésoscopiques, les systèmes de Fermi fortement corrélés sur réseaux, les isolants topologiques, les protocoles et implémentations physiques de l’informatique quantique, le calcul quantique tolérant aux fautes, etc.
Atteindre une compréhension approfondie des systèmes à plusieurs particules quantiques en interaction avec l'aide des fonctions de corrélation et de la théorie des perturbations.
Deux principes d'Anderson, symétrie brisée et continuation adiabatique. Fonctions de corrélation, réponse linéaire. Fonctions de Green, opérateur d'ordre chronologique, formalisme de Matsubara, diagrammes de Feynman. Gaz de Coulomb, RPA, polarisation irréductible, écrantage, plasmons. Électrons en présence d'impuretés. Interaction électron-phonon, théorème de Migdal. Supraconductivité, paramètre d'ordre BCS, formalisme de Nambu.
PHY5323
Démontrer un niveau de connaissances disciplinaires indispensable à la poursuite d'études doctorales et les capacités de recherche, d'analyse, de synthèse et de communication orale et écrite nécessaires pour mener de façon autonome une démarche scientifique originale.
L'examen général comporte deux parties. Rédaction d'un rapport de recherche portant sur un sujet d'intérêt courant en physique et comprenant un exposé de la problématique de recherche, une revue de la littérature pertinente et un résumé démontrant la compréhension des connaissances disponibles sur le sujet. Exposé oral de son travail devant un jury et réponse aux questions de ce dernier.
Écrire de façon autonome un rapport de recherche scientifique faisant la synthèse et l'analyse critique des résultats de recherche obtenus sur la problématique faisant l'objet du doctorat et situant les conclusions retenues par rapport à la littérature scientifique existante sur le sujet.
Rédaction d'un document comportant une mise en contexte de la problématique de recherche justifiant son importance par rapport aux recherches actuelles dans le domaine, une synthèse de la littérature pertinente, une description de la méthodologie scientifique utilisée, une analyse critique expliquant les résultats obtenus et une discussion démontrant l'originalité de la démarche et des résultats obtenus. Soutenance de la thèse lors d'une présentation publique devant un jury.