Cavité photonique résonante : une alternative à la nanostructuration du diamant pour la fabrication de capteurs magnétiques à haute sensibilité

Description : Les diamants dopés aux centres azote lacune (nitrogen-vacancy, NV) présentent des propriétés quantiques exploitables à température ambiante, ce qui en fait des candidats prometteurs pour des capteurs magnétiques de haute précision. Dans un contexte d’applications industrielles, notamment pour l’identification de minéraux critiques, le défi consiste à miniaturiser ces dispositifs tout en améliorant leur sensibilité. Actuellement, cette sensibilité est limitée par la faible quantité d’énergie disponible pour exciter et adresser les centres NV. Le recours à des stratégies de confinement photonique apparaît donc essentiel pour optimiser l’excitation et la lecture du signal des centres NV.
Ce projet vise à assurer et améliorer la sensibilité du magnétomètre en intégrant des structures photoniques adaptées ainsi que des procédés de fabrication compatibles pour le transfert technologique. Toutefois, les techniques de nanofabrication actuellement utilisées sur diamant constituent un frein important à la commercialisation de ces dispositifs, en raison de leur complexité. Bien qu’elles permettent de créer des structures photoniques nécessaires à l’obtention d’une très haute sensibilité, ces méthodes doivent être simplifiées pour répondre aux exigences industrielles.
Afin de relever ce défi, le projet propose la conception d’une cavité photonique résonante pour retirer complètement la nanostructuration du diamant. Cette présentation décrit le principe de fonctionnement de cette cavité, les étapes de fabrication mises en œuvre, ainsi que les résultats de caractérisation obtenus, afin d’évaluer les gains apportés par cette approche.

Conférencière : Marie Lafontaine, étudiante à la maîtrise en génie électrique