Lauréat du prix Charpak-Ritz 2017

Alain Fontaine, représentant de la Société Française de Physique (SFP) et Carlo Sirtori, premier lauréat du prix Charpak-Ritz.

Premier lauréat du prix Charpak-Ritz (Prix conjoint de la Société Française de Physique et de la Société Suisse de Physique), Carlo Sirtori est un spécialiste des interactions entre la lumière et la matière condensée. Après plus de 7 ans à Bell Labs, dont 3 ans comme post-doc, chez Federico Capasso en 1990-93, il rejoint ensuite Thalès pendant 5 ans avant de devenir, en 2012, professeur de l’Université Paris 7, au laboratoire MPQ (P7-CNRS).

Carlo Sirtori a eu un parcours scientifique unique avec des résultats scientifiques et technologiques exceptionnels. Il a travaillé en particulier sur les tous premiers lasers semi-conducteurs à cascade quantique dans différents matériaux. Ces lasers sont devenus aujourd’hui des outils technologiques performants. Il a aussi démontré qu’on pouvait combiner très favorablement les lasers à cascade quantique THz avec d’autres technologies bien établies. Depuis une dizaine d’année il travaille aussi sur les polaritons de cavité, démontrant leurs injections électriques ce qui permet de concevoir des nouveaux composants à base de couplage fort où on peut obtenir par exemple des lasers sans seuil. Carlo Sirtori et son équipe ont le record mondial du couplage fort avec un anti-croisement de Rabi de plus de 70% de la transition. Dans ce régime, dit ultra-fort, les propriétés des systèmes couplés sont si modifiées que cela ouvre tout un nouveau champ de recherche fondamentale et appliquée où l’interaction avec le champ du vide permet de contrôler la matière.

Au cœur de résultats originaux reconnus par la communauté internationale, C. Sirtori et son groupe, innovent et portent un équilibre rarement atteint, associant l’exploration de propriétés quantiques fondamentales, et l’intégration des lasers THz avec d’autres technologies pour créer des développements pratiques de dispositifs industriels.

 

Light-matter interaction @ nanoscale

Carlo Sirtori, Paris Diderot, Sorbonne Paris Cité, Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques, UMR7162, 75013 Paris, France

Light-matter interaction in condensed matter is a fascinating research field, at the intersection between physics and technology. Semiconductor quantum structures have played a very important role in this field and are a clear example of how fundamental physics and technology mutually enrich each other. The advent of epitaxial growth (bottom-up) has allowed the realization of 2-dimensional structures at the nanometer level, opening a wealth of new exploration in fundamental physics and producing highly performing technologies, such information and communication. The continuous progresses of these technologies have stretched the limit of fabrication processing (top-down) also to nanometer precision and today top-down and bottom-up techniques converge at the nanometer world. This allows the conception and realization of structures confining electrons and photons in the 3 dimensions of the space, which are ideal for engineering and exploring new quantum effects. Our interventions at the nanometer level can transform material global properties or produce individual quantum structures sensitive to single photons or single electrons.

This is the context of my research for the past 20 years, which I will briefly review during this presentation. Indeed, most of my carrier has been devoted to investigations of light-matter interaction in low-dimensional structures to conceive and realise high performance light emitters and detectors. I will begin by presenting our work on quantum cascade lasers, subsequently I will show how we got interested on ultra-strong light matter interaction in order to introduce new characteristic times in optoelectronic devices and I will conclude with our research on superradiance.