Soutenance de thèse – Maxime Ardisson

Le mercredi 8 mars à 14h (auditorium TRT), Maxime Ardisson soutiendra sa thèse intitulée « Control of Magnon-Photon Coupling in Hybrid RF Architectures », préparée sous la direction de Vincent Castel,  Romain Lebrun et Isabella Boventer. 

Résumé :

La magnonique de cavité a suscité une attention grandissante au cours de la dernière décennie. La capacité à coupler des photons de cavité avec des excitations de spin collectives dans des matériaux magnétiques — connues sous le nom d’ondes de spin — offre d’importantes perspectives tant pour le traitement et la mémoire de l’information quantique que pour les systèmes radiofréquences (RF) classiques dédiés aux technologies de l’information et de la communication.

L’hybridation entre les quanta d’ondes de spin, appelés magnons, et les photons de cavité se produit lorsque leurs fréquences coïncident. Cette condition peut être atteinte en ajustant la fréquence de résonance des magnons via un champ magnétique externe. Cette hybridation donne naissance à une quasiparticule : le polariton magnon-cavité (CMP). Les travaux présentés dans cette thèse de doctorat portent sur le contrôle de cette hybridation à travers des architectures de cavités adaptées, et par l’optimisation du positionnement des échantillons magnétiques au sein de ces cavités.

En premier lieu, une cavité réentrante à trois ports a été modélisée afin d’analyser l’interaction magnon-photon. L’étude visait à caractériser de manière exhaustive le système hybride et à contrôler le régime de couplage. Un guide d’onde toroïdal supportant des modes dégénérés à polarisation circulaire a été utilisé pour réaliser un couplage magnon-photon chiral. Dans cette étude, le positionnement stratégique de plusieurs échantillons magnétiques a permis une sélectivité d’hybridation entre les modes propres et une non-réciprocité contrôlable.

Les simulations et les analyses théoriques ont mis en évidence la phase de couplage comme une grandeur clé gouvernant le comportement non-réciproque du système. Une cavité conçue à partir d’un cristal photonique a été modélisée et validée expérimentalement comme plateforme pour le couplage cohérent magnon-photon. L’influence de la taille de l’échantillon sur l’amplitude de transmission et la force de couplage ont été étudiée pour différentes géométries et échelles de fréquence. Ces travaux contribuent à la magnonique de cavité en introduisant de nouvelles architectures de résonateurs mais aussi en fournissant des guides de simulation pour la modélisation de l’hybridation magnon-photon dans divers systèmes.