Les Talents CNRS 2022 ont récompensé Philippe Goldner, chercheur de Chimie ParisTech – PSL . Déjà lauréat de l’ERC Advanced Grant 2020 pour son projet « RareDiamond » visant à développer des matériaux de haute qualité dans lesquels des ions terres rares et des centres colorés du diamant peuvent interagir à l’échelle nanométrique, cette nouvelle distinction témoigne de la qualité et de la rigueur de ses recherches scientifiques. 

Portrait. Philipe Goldner débute sa carrière de chercheur à Meudon-Bellevue  en 1993. Directeur de recherche CNRS à l’IRCP, il dirige actuellement le groupe Crystals and Quantum State Dynamics, Philippe Goldner s’est d’abord intéressé à des matériaux dopés par des ions de terres rares pour des applications dans les lasers et les télécommunications par fibre optique.  Il a mené ces recherches à Meudon-Bellevue et au Centre National d’Etude des Télécommunications (CNET) à Bagneux, aujourd’hui disparu. A son arrivée à Chimie ParisTech – PSL en 2002, il commence à étudier les propriétés de cohérence des terres rares dans des matrices cristallines et leurs applications aux technologies quantiques. Dans ses travaux récents, il a proposé de nouvelles méthodes spectroscopiques adaptées aux nanomatériaux et développe, avec son équipe, ce type de système.

Premières expériences. Philippe Goldner a toujours été passionné par la science et la technologie. Il explique :

« Au départ j’envisageais une carrière d’ingénieur, sans doute influencé par mon père qui était lui-même ingénieur chimiste dans la pétrochimie.  Grâce à un camarade de promotion à Centrale Paris, je me suis tourné vers des problématiques plus fondamentales, une thèse en science des matériaux et, finalement, un poste de Chargé de Recherche CNRS au Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux. J’ai par la suite eu la chance de travailler quelques années au Centre national d’études des télécommunications (CNET) dans le groupe de François Auzel, un des pères fondateurs des applications actuelles des matériaux dopés terres rares. J’ai énormément appris à son contact ».

Recherches actuelles. Aujourd’hui, Philippe Goldner travaille avec son équipe sur les cristaux pour les technologies quantiques sous différentes formes : nanoparticules, films minces et monocristaux massifs. Ils poursuivent leurs études sur les terres rares mais aussi, depuis quelques années maintenant, sur des centres colorés dans le diamant. Les applications visées sont par exemple des mémoires quantiques pour la lumière qui permettront des communications sécurisées à grande distance. Philippe Goldner poursuit :

« Contrairement aux protocoles actuels, la sécurité des données est ici liée aux principes fondamentaux de la physique quantique et est ainsi, en principe, absolue. C’est bien entendu une thématique extrêmement importante dans notre monde ultra-connecté ».

Résultats récents. Parmi leurs résultats récents, Philippe Goldner et son équipe ont pu démontrer le potentiel des nanoparticules dopées terres rares pour les mémoires et les processeurs quantiques. Une fois leur synthèse optimisée, ces matériaux peuvent en effet montrer des temps de vie des états quantiques optiques et de spin particulièrement longs pour des systèmes solides nanométriques.

Référence de publication. Serrano, S. K. Kuppusamy, B. Heinrich, O. Fuhr, D. Hunger, M. Ruben, and P. Goldner, Ultra-Narrow Optical Linewidths in Rare-Earth Molecular Crystals, Nature 603, 241 (2022).

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