Croissance cristalline de sesquioxydes de terre rare par la méthode des flux – RESONATE

Le projet RESONATE vise à maîtriser la croissance de monocristaux de sesquioxydes de terre rare (Y2O3, Gd2O3, Lu2O3) de qualité optique et de taille suffisante pour les applications laser auxquelles ils sont destinés. De nombreuses et récentes études ont en effet bien établi le potentiel laser de ces cristaux (et céramiques transparentes), notamment lorsqu’ils sont dopés Yb3+, et souligné les conditions thermodynamiques extrêmes dans lesquelles leur croissance cristalline s’effectue (poudres et gaz de très haute pureté, très hautes températures, mélanges de gaz contenant du H2 pour ralentir la dissolution des creusets en Re très onéreux). Le projet RESONATE propose de développer un procédé de croissance en flux de ces matériaux, simple, bon marché, reproductible et sans danger pour l’expérimentateur, mettant en œuvre un solvant original et non toxique dans un four travaillant sous air à une température deux fois moins élevée que la température de fusion des sesquioxydes de terre rare. Il est clair qu’un tel procédé de croissance surpasse les méthodes traditionnelles utilisées jusqu’à présent, et nous pensons que ce projet le fera parvenir à maturité très rapidement. Les monocristaux de TR2O3 dopés Yb3+ permettront la caractérisation des principaux paramètres spectroscopiques et laser nécessaires à la compréhension et à l’optimisation de leurs comportements laser dans les cavités haute puissance et/ou à impulsions ultracourtes. A cette fin, le projet RESONATE s’appuiera sur des études menées sur des monocristaux en collaboration étroite avec l’Institut d’Optique de Palaiseau.
Le projet RESONATE, qui s’articule autour de trois tâches interdépendantes, requiert le recrutement d’un post-doctorant pour les deux dernières années du projet. Il se consacrera à la croissance et aux caractérisations nombreuses des monocristaux de sesquioxydes de terre rare dopés Yb3+. L’interaction de ce post-doctorant avec quatre jeunes chercheurs et ingénieurs spécialisés en croissance cristalline, cristallographie et mesures de propriétés physiques, ainsi qu’avec deux ingénieurs d’étude particulièrement chevronnés, dotent le projet RESONATE de compétences, de savoir-faire et d’une puissance de travail constituant autant de gages de succès. Le fait que ce projet soit labellisé par le pôle de compétitivité Route des Lasers, et soutenu par deux industriels de la cristallogenèse et du laser, plaide également en ce sens. De plus, les membres du projet RESONATE étant personnels permanents affectés à l’ICMCB, leur équipe et les méthodologies développées perdureront bien après les trois années du projet. Le post-doctorant bénéficiera d’un contexte scientifique et technique unique en France. En effet, les 250 m2 de laboratoires dédiés à la croissance cristalline ont été labellisés en février 2009 comme «plateforme nationale de croissance cristalline» par deux organisations complémentaires et intriquées dans lesquelles s’insère l’ICMCB, à savoir le Groupement d’Intérêt Scientifique «Matériaux en Aquitaine» et l’Institut Carnot «Institut des Matériaux et Systèmes de Bordeaux».