M2 Nanosciences et technologies Quantiques (NanoQuant)

Ce cours est destiné à donner aux étudiants des compétences dans le domaine de résolution numérique de l’équation de Schrödinger afin de simuler des structures de puits quantiques complexes. Le cours commence par l’étude de situations où la résolution est analytique, puis des situations où la solution est semi-analytique avant d’attaquer sur la méthode des différences finies DF. Différents schémas de DF sont proposés avec, à chaque fois, une évaluation de la convergence en fonction des différents paramètres clés (troncature du domaine, nombre d’échantillons…). Enfin des exemples d’applications physiques concrètes sont étudiés.    

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Cours TD d’anglais, à l’intention des étudiants de la filière Master 2 Physique et qui visent l’insertion professionnelle en langue anglaise dans un contexte contemporain.

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Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

• techniques de diffraction des rayons X et des électrons
• techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
• microscopies à sonde locale

  Ce module vise à enseigner les principes de fonctionnement des principales techniques de caractérisation de la structure (en volume et en surface) et des propriétés (optiques, électroniques, …) de la matière condensée :

  • techniques de diffraction des rayons X et des électrons
  • techniques de spectroscopie optique (absorption, réflexion, luminescence)
  • microscopies à sonde locale

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Cette UE est spécifique au parcours NanoQuant et propose une formation fondamentale de haut niveau dans le domaine des Technologies Quantiques, i.e. des réalisations actuelles et futures de nouvelles technologies basées sur des concepts  comme les cohérences et l’intrication quantiques permettant d’atteindre des fonctionnalités et des sensibilités qui dépassent leurs analogues classiques.

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Cette UE présente les propriétés physiques de différentes nanostructures comme les puits quantiques, les cristaux photoniques 1D, les nanotubes de carbone ou le graphène. Les propriétés électroniques (structure et transport), vibrationnelles et optiques sont abordées ainsi que l’interaction rayonnement-matière.

Il s’agira de décrire l’élaboration de matériaux de basse dimensionnalité, les structures électroniques, photoniques et phononiques associées, d’étudier les phénomènes de transport, les couplages électron-photon, électron-phonon, les excitons ainsi que l’absorption, l’émission et la diffusion de lumière.

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Cette unité d’enseignement traite de la résolution des problèmes d’électromagnétisme sur ordinateur. A partir des équations de Maxwell, elle montre comment simuler le comportement des ondes électromagnétiques dans différents milieux. Elle comprend notamment une mise en œuvre détaillée de simulations basées sur la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD Finite Difference Time Domain).

Une introduction aux problèmes de diffraction en régime harmonique par un obstacle bornée sera donnée pour le cas des ondes scalaires en 2D et 3D.

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Cette unité d’enseignement constitue une introduction à l’intelligence artificielle à destination des physiciens. Elle vise à découvrir des utilisations de l’apprentissage profond au moyen des bibliothèques TensorFlow et Keras. Elle comprend une présentation d’exemples d’utilisation pour la physique.

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Enseignement de mathématiques pour la physique numérique. Introduction d’outils pour l’étude des équations aux dérivées partielles (distributions, formulation variationnelle, espaces de Sobolev).

Introduction aux méthodes intégrales et à leur implémentation numérique. Applications aux problèmes de diffraction en régime harmonique.

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Cette UE est une formation expérimentale aux principales techniques de nano-caractérisations et de nanotechnologies :

• AFM
• MEB
• Photoluminescence
• Diffraction des rayons X
• Ellipsométrie
• Microscopie Optique
• Sourcemètre
• Capacimètre
• Procédés de fabrication de micro-dispositifs en salle blanche

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Stage d’au moins cinq mois en laboratoire, encadré par un enseignant-chercheur ou un chercheur dans les domaines de la nano-physique ou de la physique quantique.

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