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L’équipe s’organise autour de quatre thématiques de recherche basée sur différentes techniques de spectroscopie THz.

La thématique principale de l’équipe est actuellement tournée vers l’étude des matériaux topologiques et de Dirac par magnétospectroscopie THz et MIR. L’analyse des transitions optiques entre niveaux de Landau permet en effet de reconstruire la structure de bandes de ces nouveaux matériaux (HgCdTe, InAs/GaSb, NbAs, TaAs, Cd3As2…) et d’accéder à certaines propriétés exotiques des fermions semi-relativistes (Kane, Dirac, Weyl). Pour ce faire, les trois techniques expérimentales employées sont la magnéto-absorption, la magnéto-photoconductivité et l’émission Landau. Dans le cadre de cette première thématique, des interactions fortes existent avec l’équipe Transport Quantique et Nouveaux Matériaux 2D du L2C, ainsi qu’avec l’équipe NanoMIR de l’IES.

La deuxième activité est liée à la biophysique et vise à expliquer les mécanismes d’interaction elecrodynamique entre les protéines au sein des cellules. Prédites dès le début du XXèmesiècle par l’électrodynamique classique et quantique, les forces intermoléculaires agissant à longue distance (<1000 angströms) n’ont jamais été démontrées expérimentalement. Dans ce cadre, l’analyse spectrale de la dynamique non-linéaire de biomolécules en milieu aqueux est réalisée par deux techniques expérimentales de spectroscopie THz en champ proche qui sont développées pour étudier les couplages internes amenant les biomolécules se synchroniser.

La troisième activité de l’équipe est liée à l’agro-environnement et repose sur l’analyse de la structure multicouche des végétaux à partir de données THz dans le domaine temporel, l’étude spectroscopique des vibrations intermoléculaires des substances contenues dans les plantes , le développement d’outils THz dédiés à la réponse des plantes aux contraintes (hydrique, hyperaccumulation de métaux lourds et cycle circadien).

La quatrième thématique de recherche est l’activité historique de l’équipe. Elle est dirigée vers l’étude des phénomènes collectifs électroniques dans les gaz bidimensionnels d’électrons. L’analyse détaillée des ondes de plasma dans les nanotransistors d’ailleurs débouché en 2014 sur un transfert technologique et la création de la startup Terakalis, qui utilise aujourd’hui cette nouvelle technologie dans des systèmes d’imagerie THz appliqué au Contrôle Non Destructif industriel. Cette activité scientifique se prolonge naturellement aujourd’hui vers l’étude des plasmons THz dans de nouveaux matériaux (tels que le graphène et autres matériaux de Dirac) et dispositifs optoélectroniques.