Détection infrarouge de photons uniques dans les nanofils du groupe IV – SINPHONI

L'innovation dans les dispositifs photoniques fonctionnant dans l'infrarouge à ondes courtes (SWIR) chamboulera de nombreux secteurs et technologies, tels que l'imagerie, la détection de gaz et de molécules, la surveillance industrielle, les diagnostics médicaux, l'inspection des aliments et le LiDAR. Le SWIR offre de nombreux avantages pour l’imagerie en espace libre de jour comme de nuit et dans des conditions atmosphériques défavorables, tout en permettant une imagerie haute résolution à l’aide de détecteurs de photons uniques. Les détecteurs de photons uniques existants trouvent de multiples applications en astronomie, métrologie, imagerie in vivo, biodétection et distribution quantique de clé photonique (QKD), mais avec des inconvénients de coûts élevés et d'une évolutivité limitée en raison du recours à des substrats coûteux et au refroidissement cryogénique. SINPHONI surmontera ces limitations en développant des détecteurs SPAD à semi-conducteurs du groupe IV, évolutifs et peu coûteux, sur Si, fonctionnant à température ambiante dans le SWIR. Les propriétés exceptionnelles des semi-conducteurs GeSn lorsqu’ils sont façonnés en un réseau de nanofils (NW) offriront une nouvelle plate-forme matériau pour concevoir des détecteurs SPAD aux performances inégalées. Les principaux objectifs de SINPHONI sont de :
(1) Fabriquer un détecteur SPAD fonctionnant à température ambiante dans le SWIR à l'aide de réseaux de nanofils GeSn.
(2) Démontrer la détection de photons uniques SWIR à température ambiante.
(3) Réaliser l’imagerie rapide dans le SWIR d'objets 3D à travers un milieu diffusif.
Les résultats obtenus dans SINPHONI généreront de nouvelles applications dans les technologies d’imagerie SWIR haute définition en espace libre, intégrées de manière monolithique sur une puce en Si et pourraient ouvrir de nouvelles voies dans les technologies QKD photoniques évolutives.