La photonique silicium est une solution prometteuse pour adresser les défis des systèmes de communications optiques émergents. Cependant, le silicium présente des limitations physiques majeures qui empêchent l'intégration de fonctions clés dans les circuits intégrés. La solution envisagée porte sur l'intégration hybride de divers matériaux sur le Si, chacun s'attaquant à une seule des limitations du Si. Dans ce contexte, le projet CRYPTONIT explorera une nouvelle voie de recherche sur l’hybridation du silicium avec les oxydes cristallins multifonctionnels à base de zircone. Ces oxides présentent plusieurs propriétés physiques inexistantes dans le Si. L'idée originale est de développer des couches de super-réseaux hybrides, comprenant plusieurs couches à l'échelle nanométrique de différents oxides pour combiner des fonctionnalités optiques clés, en utilisant un processus de fabrication commun compatible avec le Si. Le projet visera à développer des dispositifs hybrides non linéaires et optoélectroniques avancés sur Si incluant des sources de peignes de fréquences et des modulateurs optiques basés sur l'effet Pockels. A terme, le projet CRYPTONIT aura un impact dans diverses applications incluant les communications optiques classiques et quantiques et le développement de capteurs. Le projet s’appuiera fortement sur les moyens de croissance (EQUIPEX+/ESR-NANOFUTUR), d’analyse de matériaux et en nanotechnologie (réseau RENATECH) du C2N (plateformes PIMENT, PANAM et POEM).
Fig. : Vision du projet CRYPTONIT associant les propriétés optiques non-linéaires des oxides cristallins avec la plateforme photonique silicium pour le développement de circuits innovants pour les communications optiques (@C2N-CNRS)
Laurent Vivien est directeur de recherche CNRS au Centre de nanosciences et nanotechnologies (C2N). Il a rejoint le CNRS en 2003 pour développer des concepts innovants en photonique silicium incluant les dispositifs optoélectroniques et photoniques hybrides. Laurent Vivien a également initié plusieurs travaux sur le développement de la plateforme silicium contraint pour exploiter les effets non-linéaires et l'intégration hybride de nanotubes de carbone et d’oxides cristallins sur Si et SiN. Depuis 2016, il est directeur adjoint du C2N et responsable du département Photonique. En 2021, avec J. Michon (Fr, président & CEO), J.J. Hu du MIT (USA), et D. Kita de Ayar Labs (USA), il cofonde la start-up InSpek-solution pour le développement de capteurs intégrés. En 2015 il a obtenu un projet ERC Consolidator sur le silicium contraint pour la photonique. Il est également fellow OPTICA, EOS et SPIE.
Portrait : Laurent Ardhuin pour le C2N
