In article number 1900164 by Abdallah Ougazzaden and co‐workers, III‐Nitride based LEDs have been locally grown on h‐BN and fabricated at a wafer‐scale. This enables a simple and a dicing‐free pick‐and‐place of the devices on a flexible substrate without performance degradation.

Near-field radiative heat transfer exhibits various effects, such as amplification due to the geometry of the system. In this work, we construct a periodic layered structure which consists of multiple layers of alternating materials. Radiative heat transfer (RHT) between nanoparticles placed on each side of an intermediate structure is studied. Thermal energy exchange between nanoparticles is assisted by transmitted evanescent fields, which is theoretically included in the system's Green's function. We show that the resulting heat transfer with the assistance of a multilayered structure is more than five orders of magnitude higher than that in the absence of the multilayered structure at the same interparticle distance. This increase is observed over a broad range of distances ranging from near to far field. This is due to the fact that the intermediate multilayered structure supports hyperbolic phonon polaritons, where the edge frequencies of the type-I and type-II reststrahlen bands coincide at a value that is approximately equal to the nanoparticle resonance. This allows high-k evanescent modes to resonate with the nanoparticles. The effects of the number of layers and fill factor in the multilayered structure on RHT are examined. Finally, we show that when there is a lateral distance between the two particles assisted by the interference of surface waves, RHT conductance exhibits an oscillating and nonmonotonic behavior with respect to the lateral distance between nanoparticles. These results illustrate a powerful method for regulating energy transport in particle systems and can be relevant for effective energy management at nano-micro scales.

Control of the crystalline orientation of nitrogen-vacancy (NV) defects in diamond is here demonstrated by tuning the temperature of chemical vapor deposition (CVD) growth on a (113)-oriented diamond substrate. We show that preferential alignment of NV defects along the [111] axis is improved when the CVD growth temperature is decreased, leading to $79\%$ preferential orientation at 800°C, as compared to only 47.5% at 1000°C. This effect is then combined with temperature-dependent incorporation of NV defects during the CVD growth to obtain preferential alignment over dense ensembles of NV defects spatially localized in thin diamond layers. These results demonstrate that growth temperature can be exploited as an additional degree of freedom to engineer optimized diamond samples for quantum sensing applications.

L'objectif général de cette thèse était d'exalter l'émission dans le proche infrarouge en utilisant des antennes plasmoniques. Les antennes plasmoniques permettent de modifier la dynamique de désexcitation ainsi que le diagramme d'émission d'un émetteur; ces deux aspects permettent donc d'améliorer/exalter la photoluminescence par rapport à un émetteur non couplé à une antenne. Au cours de cette thèse, deux émetteurs ont été étudiés : les nanotubes de carbone et les centres G dans le silicium.Les antennes plasmoniques sont, par exemple, des nanoparticules métalliques. Ainsi, dans un premier temps, nous avons étudié les propriétés de diffusion de nanoparticules métalliques. Ceci a permis de développer une technique permettant de déposer des nanoparticules uniques sur un substrat. La caractérisation optique de diverses nanoparticules déposées sur divers substrats fut réalisée par des mesures de spectres de diffusion. Des études en polarisation sur le signal excitateur ainsi que sur le signal diffusé ont permis de sonder l'origine des résonances plasmoniques apparaissant dans les spectres de diffusion. Les influences de la température et du substrat sur les spectres de diffusion ont aussi été étudiées.Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à un premier émetteur dans le proche infrarouge : les nanotubes de carbone semi-conducteurs. Nous avons caractérisé la photoluminescence d'un ensemble de nanotubes puis d'uniques nanotubes. La photoluminescence d'un nanotube de carbone unique est caractérisée par un faiblement rendement radiatif (de l'ordre du %) ce qui implique que, dans notre montage expérimental, l'émission par un unique nanotube est à la limite de détectabilité. Afin d’obtenir des applications optiques viables à base de nanotubes de carbone, nous avons essayé d'exalter leur photoluminescence grâce à des antennes plasmoniques. Nous avons donc déposé des nanoparticules métalliques au-dessus d’une couche de nanotubes de carbone. Nous avons observé ponctuellement l'exaltation de la photoluminescence, mais cette exaltation cessait sur des durées de l'ordre de la minute.Enfin, nous avons étudié un deuxième émetteur dans le proche infrarouge : les centres G dans le silicium. La caractérisation optique d'un ensemble de centre G a été réalisé. Le spectre d'émission a été mesuré et analysé quantitativement. Le temps de vie du centre G a aussi été mesuré pour la première fois. Ces deux types d'études (spectrales et temporelles) ont aussi été réalisées à diverses températures afin de sonder la dynamique de désexcitation des centres G. La saturation d'un ensemble de centres G a aussi été étudiée quantitativement. Enfin, nous avons réalisé des mesures laissant penser que le régime du centre G unique est presque atteint. L'exaltation de l'émission des centres G par des antennes plasmoniques n'a pas pu être étudiée par manque de temps.

I will discuss here our results on phonon-assisted recombination in hBN, from bulk crystals to few-layer samples. First, I will focus on hBN crystals where the combination of isotopic purification, Raman scattering and polarized-resolved photoluminescence allowed us to identify the different phonon modes involved in the efficient phonon-assisted recombination in bulk hBN. In a second part, I will discuss photoluminescence experiments in epilayers grown by high-temperature molecular beam epitaxy. These epilayers have a thickness of few monolayers of hBN, and I will show that phonon-assisted recombination displays a distinct phenomenology with a PL spectrum different from the one of bulk crystals.

I will discuss here our results on phonon-assisted recombination in hBN, from bulk crystals to few-layer samples. First, I will focus on hBN crystals where the combination of isotopic purification, Raman scattering and polarized-resolved photoluminescence allowed us to identify the different phonon modes involved in the efficient phonon-assisted recombination in bulk hBN. In a second part, I will discuss photoluminescence experiments in epilayers grown by high-temperature molecular beam epitaxy. These epilayers have a thickness of few monolayers of hBN, and I will show that phonon-assisted recombination displays a distinct phenomenology with a PL spectrum different from the one of bulk crystals.