Formation

Tristan BERANGER

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de École Doctorale Information, Structures, Systèmes , en partenariat avec IES – Institut d’Electronique et des Systèmes (laboratoire) et de MOdélisation et Spectroscopie TéraHertz (MoST) (equipe de recherche) .

Co encadrants: Dr. J. Torres (IES) and Dr. S. Ruffenach (L2C)

This project is part of the LINkS consortium, funded by the European Commission under the H2020 program and involves top partners from cell biology, biochemistry, theoretical biophysics and nanotechnology groups as well as SMEs. It is a scientifically challenging project which plans to change the paradigms of the self-organization of the intracellular living matter with a radical new vision of protein-protein attractive mechanisms. It will develop a radically new breakthrough technology of lab-on-a-chip THz-biosensor.

We seek to lay the foundations of a new technology, which will allow the study of intermolecular electrodynamic forces in the real complexity of biological systems and, in the long term, address proteomic analysis, biomarker identification and associated personalized therapies.

Maria SZOŁA

Thèse en co-tutelle transnationale, dans le cadre de IRP TERAMIR

Laboratories : L2C, Universite Montpellier, France – IHPP –PAS, Poland

Co encadrants: Dr. F. Teppe (L2C) and Dr. G. Cywinski (IHPP PAS)

Dirac matter is a newly discovered class of condensed matter system, described by the Dirac equation. Distinguished examples are topological insulators, graphene or Weyl semimetals. It appears as if HgCdTe would also be a good candidate while its bandgap Eg = 0 at some concentration of Cd, temperature of pressure. Then, HgCdTe becomes similar to graphene where electrons act as 2D massless fermions with zero-bandgap conical bands.

Main aim of this research is to observe a phase transition between semimetal and semiconductor phase in HgCdTe, bulk materil and HgTe quantum wells. This transition would be inducted by the hydrostatic pressure applied to the sample. To obsevrve it, a THz transmission through the samples in the magnetic field will be investigated.

In order to analyze obtained data theimplified Kane model will be used and if necessary a new model, containing a contribution from the hydrostatic pressure will be developped.

This research will give the opportunity to investigate spectral properties of THz excitations of two-dimensional gas of massless Dirac fermions.

Sebastien GEBERT

PhD position in the EU Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie MSCA-ITN Project TeraApps (Doctoral Training Network in Terahertz Technologies for Imaging, Radar and Communications Applications)

This thesis is an investigation of the Terahertz/Infrared emission and absorption spectroscopy of various Dirac materials in magnetic fields. The studied materials reach from graphene over different topological insulators (TIs) to novel Dirac-/Weyl-semimetals.

The experimental results and complementary theoretical calculations show, that the emission, arising in the incipient Landau quantization regime, is favored both by the finite rest-mass and the specific band dispersion of HgTe QWs. The latter breaks the series of equidistantly spaced LL subsets and thus suppresses non-radiative Auger recombination inherent in graphene. At the same time and against all expectations, an emission signal was also observed from some graphene samples. Finally, some emission has also been obtained from Dirac-/Weyl-semimetals.

The preliminary results show that the emission may be linked to the semi-classical CR, but deeper analysis is needed to confirm these first results and understand this phenomenon.

Yoann MERIGUET

Ce projet propose de développer de nouveaux capteurs biologiques aux fréquences téraHertz (THz) à base de transistors à effet de champ de faible coût (LC-FET) et de transistors spécialement designer avec des nanofils de silicium (NW-FET). Le développement de ces capteurs travaillant dans des conditions proche du milieu physiologique se fera avec un point de vue multidisciplinaire unique impliquant des physiciens théoriques et expérimentaux, des biologistes moléculaires et des électroniciens travaillant sur la théorie, la fabrication, les expériences et les simulations numériques.

Ces biocapteurs permettront de déterminer les signatures spectrales de protéines soit en milieu aqueux (en champ proche), soit sous forme de poudre (champ lointain) et dont la réponse n’est généralement pas observable en raison de la forte absorption de l’eau dans cette gamme spectrale. La conception, la fabrication et la caractérisation de ces biocapteurs, fiables et extrêmement sensibles, ouvriront de nouvelles voies pour des actions médicales non médicamenteuses et pour une gestion durable de la ressource environnementale (eau, santé publique).

Anastasiia KUDASHOVA

PhD position in the EU Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie MSCA-ITN Project TeraApps (Doctoral Training Network in Terahertz Technologies for Imaging, Radar and Communications Applications)

Il existe différentes techniques permettant de relever le profil de teneur en eau in situ au cours du temps, comme la tomographie aux rayons X ou la résonance magnétique nucléaire (RMN). Ces techniques sont actuellement appliquées à des échantillons de bois mais elles sont délicates à mettre en œuvre à cause, entre autres, de la nature ionisante du faisceau utilisé pour scanner l’échantillon. Une technique utilisant un faisceau Tera-Hertz (THz), non-ionisant, fait l’objet de recherches au sein de l’équipe « Spectroscopie Térahertz » du Laboratoire Charles Coulomb (Université de Montpellier). Dans le cadre d’une thèse sur le bois utilisé dans la facture des clarinettes, et d’une collaboration avec l’équipe Bois du Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (Université de Montpellier), des essais préliminaires utilisant cette technique sur le bois ont été mis en place. Malheureusement le confinement n’a pas permis d’utiliser pleinement le dispositif développé.

L’objectif de ce PFE est donc de finaliser la mise en place des expériences, de calibrer les mesures, de réaliser des expériences de diffusion d’eau dans des échantillons de peuplier et de comparer les résultats obtenus avec des mesures classiques « par pesée » et des simulations numériques de diffusion à partir des données de la littérature.

Récemment nous avons démontré que les protéines subissent des oscillations globales et résonnent à certaines fréquences bien précises. Cette découverte laisse penser que les protéines cellulaires pourraient communiquer à distance via des antennes sans fil. Si c’était le cas, nos données permettraient d’ouvrir un nouveau champ d’investigation pour l’étude des fonctions biologiques des protéines, en particulier pour l’analyse de la régulation des interactions protéine/protéine.Avec ce projet, nous commençons un programme de caractérisation spectrale d’un échantillon de protéines afin de créer une base de données. L’objectif final étant de confirmer l’existence de signaux électromagnétiques sans fil qui permettraient la communication inter-protéines et à terme d’identifier des moyens de moduler ces signaux afin de réguler la fonction de protéines impliquées dans le développement de certaines pathologies

L’agriculture en France utilise 3 milliards de m3 d’eau pour l’irrigation, et en gâche plus de 30% tous les ans. Pour limiter le gaspillage de l’eau à l’usage agricole il est nécessaires de savoir quand les cultures ont besoin d’être arrosées. Nous avons étudié une solution utilisant les ondes THz permettant de déterminer la teneur en eau d’une plante. Selon la teneur en eau de la plante il est possible de determiner son besoin en eau. Cependant, les ondes THs sont encore peu connues et toujours étudiés. Pendant ce stage, nous avons mesuré la transmission des ondes THz par plusieurs feuilles