rapport d'activités 2003-2008 - RQMP

sutton m. szkopek t.
Nom : Mark Sutton
Affiliation : Professeur, Département
de physique, Université McGill
Diplôme : Ph.D. Physique, 1981,
Université de Toronto, Canada
Courriel : mark@physics.mcgill.ca
Web : www.physics.mcgill.ca/~mark
Nom : Thomas Szkopek
Affiliations : Professeur adjoint, Département de
génie électrique et informatique et Professeur
associé, Département de physique, Université
McGill; Membre, Institut transdisciplinaire
d’informatique quantique (INTRIQ)
Diplôme : Ph.D. Génie électrique, 2006,
University of California at Los Angeles, USA
Courriel : thomas.szkopek@ mcgill.ca
Web : www.ece.mcgill.ca/~ts7kop/
Recherche
Ma recherche porte sur l’évolution temporelle des microstructures formées hors
équilibre, et s’appuie principalement sur l’utilisation des techniques de diffraction
de rayon X.
Les propriétés physiques et mécaniques de la plupart des matériaux sont
largement dépendantes de leurs microstructures. En plus du taux de la
détérioration, d’autres propriétés importantes comme la résistance à la traction,
la réactivité chimique et la coercitivité magnétique dépendent essentiellement
de la morphologie de ces structures, dont la taille est généralement inférieure
au micron. Des techniques sophistiquées nous permettent désormais d’adapter
soigneusement les propriétés de plusieurs nouveaux matériaux, souvent
appelés « matériaux de l’ère spatiale », en vue d’applications spécifiques.
Un des grands enjeux de la physique est de comprendre la formation de ces
microstructures et d’apprendre à les caractériser. Les systèmes désordonnés
et hors équilibre incluent des alliages binaires (Ni 3Al utilisé dans les turbines
d’avions), les cristaux directionnels (flocons de neige) et la matière condensée
molle (élastomères), systèmes dans lesquels la nature de la cohérence et
des corrélations n’est pas encore bien comprise. J’utilise les techniques de
diffraction de rayons X, de microdiffraction et de spectroscopie d’intensité
variable (au « Advanced Photon Source », Argonne) pour mesurer l’évolution des
microstructures dans le temps, sous des conditions similaires à celles utilisées
au cours de la mise en forme.
Publications choisies
• “X-Ray Intensity Fluctuation Spectroscopy Studies on Phase-Ordering
Systems”, A. Fluerasu, M. Sutton et E.M. Dufresne,
Phys. Rev. Lett. 94, 055501 (2005).
• “X-ray intensity fluctuation spectroscopy by heterodyne detection”,
F. Livet, F. Bley, F. Ehrburger-Dolle, I. Morfin, E. Geissler et M. Sutton,
J. Synchrotron Rad. 13, 453 (2006).
• “Microstructure of Ferroelectric Domains in BaTiO 3 Observed via X-Ray
Microdiffraction”, M.V. Holt, Kh Hassani et M. Sutton,
Phys. Rev. Lett. 95, 085504 (2005).
• “Aging in a filled polymer: Coherent small angle x-ray and light scattering”,
E. Geissler, A-M. Hecht, C. Rochas, F. Bley, F. Livet et M. Sutton,
Phys. Rev. E 62, 8308 (2000).
• “Using direct illumination CCDs as high-resolution area detectors for x-ray
scattering”, F. Livet, F. Bley, J. Mainville, R. Caudron, S. G. J. Mochrie,
E. Geissler, G. Dolino, D. Abernathy, G. Grübel et M. Sutton,
Nucl. Inst. and Meth. A 451, 596 (2000).
Prix et distinctions
2005 : Professeur Ernest Rutherford; Université McGill
2004 : Professeur W.C. Macdonald; Université McGill
2001 : Médaille Brockhouse; Association canadienne des physiciens
1999 : Killam Fellowship, Conseil canadien des arts
Affiliation professionnelle
Association canadienne des physiciens
Mots-clefs
Diffraction de rayons X, science des matériaux, spectroscopie de corrélation,
mécanique statistique hors équilibre, nanoscience
Recherche
Le groupe de Szkopek développe des nanostructures semiconductrices destinées
à des applications en électronique et en photonique. Tirant avantage à la fois des
techniques de fabrication des semiconducteurs et des nouveaux concepts de
dispositifs, nous abordons des questions fondamentales dans les domaines de la
sécurité, de la télédétection et des télécommunications.
Nous développons présentement une nouvelle classe de photodétecteurs :
des photoconducteurs à gain ultra-élevé basés sur l’intégration de points
quantiques à des transistors nanométriques. Les applications potentielles de
ces nouveaux détecteurs sont nombreuses, allant d’étendre la portée de
réseaux cryptographiques quantiques à des systèmes d’imagerie dans la
bande IR lointain / THz. L’optimisation des matériaux et structures permettra
d’améliorer la sensibilité des détecteurs, et ainsi combler l’écart entre leurs
performances actuelles et les limites physiques fondamentales imposées par
les lois de la mécanique quantique et de l’électromagnétisme. Par ailleurs,
pour améliorer les performances de détecteurs, nous étudions, par résonnance
de plasmon / polariton, la focalisation des radiations à l’intérieur de volumes
nettement plus petits que la longueur d’onde.
Nous étudions également de nouveaux matériaux électroniques. La découverte
récente de l’effet de champ dans le graphène – une monocouche d’atome de
carbone – a stimulé l’intérêt pour l’étude des propriétés de transport dans ce
matériau. Nous étudions les applications potentielles du graphène pour fabriquer
des transistors à ultra haut produit gain-bande passante et faible bruit. Ces
travaux nécessitent la compréhension de l’origine des défauts électroniques dans
les composants à base de graphène. Ces transistors trouveront d’éventuelles
applications dans le secteur des télécommunications, où les propriétés de haute
vitesse et faible bruit sont particulièrement recherchées.
Publications choisies
• “Multiple-multipole simulation of optical nearfields in discrete metal
nanosphere assmblies”, W.-Y. Chien et T. Szkopek,
Opt. Express 16, 1820 (2008).
• “Plasmonic interconnects versus conventional interconnects: a comparison of
latency, crosstalk and energy costs”, J.A. Conway, S. Sahni et T. Szkopek,
Opt. Express 15, 4474 (2007).
• “Threshold error penalty for fault tolerant computation with nearest neighbour
communication”, T. Szkopek, P.O. Boykin, H. Fan, V. Roychowdhury,
E. Yablonovitch, G. Simms, M. Gyure et B. Fong,
IEEE Trans. Nanotech. 5, 42 (2006).
• “Single photo-electron trapping, storage, and detection in a one-electron
quantum dot”, D.S. Rao, T. Szkopek, H.D. Robinson,
E. Yablonovitch et H.W. Jiang,
J. Appl. Phys. 98, 114507 (2005).
• “Novel multimode fiber for narrow-band Bragg gratings”,
T. Szkopek, V. Pasupathy, J.E. Sipe et P.W.E. Smith,
IEEE. J. Sel. Top. Quantum Electron. 7, 425 (2001).
Affiliation professionnelle
American Physics Society
Mots-clefs
Nanoélectronique, nanophotonique, nanofabrication, optoélectronique,
information quantique
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