Doctorat en GÉNIE PHYSIQUE
Monsieur Sébastien Francoeur, coordonnateur des programmes d'études supérieures et professeur au département de génie physique, (514) 340-4711, poste 3145.
Le programme de doctorat en génie physique a pour but de développer chez le candidat un haut niveau de connaissances, de rigueur intellectuelle, de curiosité scientifique et de créativité nécessaire tant dans les activités professionnelles de pointe que dans la recherche scientifique et l'enseignement universitaire.
Le programme d'études est conçu pour permettre au candidat d'approfondir ses connaissances dans sa spécialité et d'en repousser les frontières, de comprendre et d'évaluer la littérature scientifique et de développer la maîtrise de méthodes rigoureuses de raisonnement et d'expérimentation.
Le programme de doctorat en génie physique conduit à l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (Ph.D.).
Un dossier académique de haut niveau ne garantit pas l'accès au programme de doctorat. Le candidat doit obtenir l'appui d'un professeur qui accepte de diriger ses travaux.
Note: Pour connaître les conditions d'un passage direct de la maîtrise au doctorat sans soumettre de mémoire, voir l'article 71.3 des règlements particuliers des études supérieures.
Les étudiants inscrits au doctorat à partir du trimestre d’hiver 2012 ou suivant doivent suivre les quatre premiers ateliers de formation complémentaire au doctorat d’un crédit chacun (hors programme).
Ateliers obligatoires
CAP7001 Réussir au doctorat (1 cr.)
Suivi préférablement au 1er ou 2e trimestre suivant l’inscription
CAP7005 Traitement de l’information scientifique et technique (1 cr.)
Suivi préférablement au 2e ou 3e trimestre suivant l’inscription
CAP7010 La créativité à votre portée (1 cr.)
Suivi préférablement au 3e ou 4e trimestre suivant l’inscription
CAP7015 Conduire un projet de recherche (1 cr.)
Suivi préférablement au 3e ou 4e trimestre suivant l’inscription
Note : Les étudiants dont la première inscription au doctorat est antérieure au trimestre d’hiver 2012 doivent suivre le cours ING6900 Méthodes de recherche ou ING6900E Research Methods (version anglaise) au plus tard au 3e trimestre suivant la première inscription, s’il n’a pas été suivi à la maîtrise.
Liste des autres ateliers offerts :
http://www.polymtl.ca/es/ateliersdoctorat/index.php
Se référer à l'article 75 pour les modalités générales de l'examen de synthèse.
Les détails des modalités spécifiques au programme sont disponibles au secrétariat du département.
Le programme comporte 90 crédits, se répartissant comme suit :
| Crédits | |
|---|---|
| Cours de cycles supérieurs | 15 (minimum) |
| Recherche et rédaction de thèse | 75 |
Note: Les candidats qui détiennent déjà un diplôme d’études supérieures pourront obtenir une exemption de la totalité ou d’une partie de leurs crédits de cours de cycles supérieurs selon les modalités spécifiées à l’article 73.1.2 des règlements particuliers des études supérieures.
Le cours PH6910 Séminaires de génie physique est obligatoire à moins qu'il n'ait pas été suivi à la maîtrise.
Optique moderne et spectroscopie - Guides d'ondes optiques, optique intégrée, photoacoustique et spectroscopie moléculaire, optoélectronique, capteurs optique, spectroscopie laser, laser et ultrasons.
Physique des solides - Physique des dispositifs, sciences et technologie des matériaux diélectriques, semi-conducteurs composés, procédés pour la microélectronique, procédés laser, analyse de surface, capteurs et actuateurs, technologie des plasmas. Physique et technologie des couches minces.
| Note | Sigle | Titre | Crédits |
|---|---|---|---|
| PHS6209A | Compléments d'optique guidée | 3 | |
| PHS6210 | Optique quantique | 3 | |
| PHS6211 | Cristaux photoniques | 3 | |
| PHS6212 | Sujets d'actualité en optique-photonique | 3 | |
| PHS6311A | Semi-cond. homog. et hétérostr. quantiques | 3 | |
| PHS6312 | Interaction laser-matériaux | 3 | |
| PHS6314 | Germination et croissance des couches minces | 3 | |
| PHS6315 | Structures électroniques:molécule au solide | 3 | |
| PHS6316 | Physique mésoscopique | 3 | |
| PHS6317 | Nanoingénierie des couches minces | 3 | |
| PHS6319 | Électronique organique | 3 | |
| PHS8203 | Optique guidée | 3 | |
| PHS8210 | Fondements de photonique | 3 | |
| PHS8302 | Dispositifs électroniques | 3 | |
| PHS8310 | Microfabrication | 3 | |
| PHS8311 | Microsystèmes | 3 | |
| PHS8501 | Bases physiques de la télédétection | 3 | |
| (1) | PHY6505 | Physique de la matière condensée | 3 |
| GBM8802 | Biophotonique | 3 |
(1) Cours offert à l'Université de Montréal.
| Note | Sigle | Titre | Crédits |
|---|---|---|---|
| PHS6910 | Séminaires de génie physique | 1 | |
| PHS6951# | C. SPÉC. : « titre du cours » | 1 | |
| PHS6952# | C. SPÉC. : « titre du cours » | 2 | |
| PHS6953# | C. SPÉC. : « titre du cours » | 3 | |
| PHS7901A | Séminaires de doctorat | 1 |
| Note | Sigle | Titre | Crédits |
|---|---|---|---|
| PHS791X | Stage doctoral X (X = 1 à 6) | 9 |
BA = baccalauréat ES = études supérieures CE = certificat
Nombre de crédits : 3 (3 - 1 - 5)
Département : Génie biomédical
Préalable(s) : PHS2222 ou GBM3805 ou l'équivalent
70 cr. pour les étudiants au baccalauréat
Corequis :
Rappel des bases de l'optique moderne : optique ondulatoire, cohérence et interférence. Interaction de la lumière avec la matière : propriétés optiques des matériaux biologiques, propagation et interactions linéaires et non linéaires. Instrumentation en biophotonique : sources, capteurs et détection temporelle et spectrale. Applications en biologie : microscopie confocale, non linéaire et multiphotonique, imagerie moléculaire et micromanipulations. Applications en médecine : diagnostiques (spectroscopie, tomographies optiques cohérente et diffuse, techniques d'endoscopie et de microscopie clinique) et thérapeutiques (thérapie photodynamique et ablation par laser).
Manuel(s) :
Notes : cours donné à Polytechnique. L'étudiant de l'Université de Montréal doit obtenir une « Autorisation d'études hors établissement » pour s'y inscrire.
Responsable(s) : Boudoux, Caroline
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=GBM8802
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS8203 ou l'équivalent
Corequis :
Équations de Maxwell pour les diélectriques. Équations d'onde modale vectorielles pour les milieux guidants et invariants en translation axiale. Théorèmes de réciprocité, vitesses de phase et de groupe, constante de propagation, indice effectif, et équations aux valeurs propres. Solutions vectorielles exactes pour les guides d'onde plans à une dimension et les fibres optiques à symétrie circulaire. Dégénérescence des modes vectoriels en guidage faible, équation d'onde scalaire, modes linéairement polarisés. Couplages de modes et réseaux de Bragg intégrés aux fibres, conversion modale en réflexion ou en transmission, réalisation expérimentale. Fibres effilées, modes locaux, interférométrie modale, application aux filtres spectraux tout-fibre et aux capteurs. Transmission et réflexion aux épissures centrées entre fibres, interféromètres bimodaux. Coupleurs 2x2 fusionnés et étirés, modélisation, diviseurs de puissance, séparateurs de longueurs d'onde et séparateurs de modes. Coupleurs spéciaux en structure Mac-Zehnder.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Bures, Jacques
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Rayonnement classique, rayonnement quantique. Photon. Quantification du champ monomode et multimode. Fluctuations du vide. États nombre. États cohérents. États comprimés. Tests et applications. Paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen. Inégalités de Bell. États intriqués. Téléportation quantique. Cryptographie quantique. Non-démolition quantique. Notions d'électrodynamique quantique. Diagrammes de Feynman. Applications de l'optique quantique.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Godbout, Nicolas
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Introduction aux cristaux photoniques (CP) : théorie, méthodes numériques de calcul, applications et fabrication. Formulation hamiltonienne des équations de Maxwell, modes propres de structures périodiques et leurs symétries. Dispositifs multicouches en 1D : méthode des matrices de transfert, diagramme de bande, défauts dans les structures périodiques, réflecteurs omnidirectionnels. Fibres de Bragg creuses, modes de fuite. Fibres microstructurées en 2D : méthode des multipôles, régime unimodal illimité. Méthode des ondes planes. CP en 2D - optique intégrée : modes de polarisation, défauts ponctuels et de ligne, composants pour l'intégration optique ultra dense. CP quasi-2D (guides plans) : « façonnage » de la densité des états de photons. CP en 3D, avancées actuelles.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Skorobogatiy, Maksim
Nombre de crédits : 3 (1.5 - 3 - 4.5)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Sujets choisis parmi les domaines actifs de recherche fondamentale et industrielle en optique et en photonique. Exemples de sujets couverts : optique guidée, optique non linéaire, diagnostics optiques par imagerie et spectroscopie, métrologie optique, optique ultrarapide, communication optique à très haut débit, lasers de puissance à fibre, lumière lente, métamatériaux pour l'optique, cristaux photoniques bidimensionnels, optique à haute énergie, information quantique, ondes THz, microcavités optiques. Présentations par les professeurs et par des experts externes, exposés oraux des étudiants, rédaction d'un article de revue, travail de conception de dispositifs optiques.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Boudoux, Caroline ; Godbout, Nicolas ; Peter, Yves-Alain
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS6212
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS8901 ou équivalent
Corequis :
Rappel des notions fondamentales sur la physique des semi-conducteurs et des hétérostructures quantiques. Étude approfondie des processus quantiques et développement du formalisme pour le traitement des propriétés optiques et de transport électrique (règle d'or de Fermi, et équation de transport de Boltzmann). Applications aux propriétés optiques et de transport électrique des semi-conducteurs homogènes et des hétérostructures quantiques (puits quantiques, multi-puits quantiques et super-réseaux). Applications des hétérostructures semi-conductrices aux dispositifs électroniques et optoélectroniques de pointe.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Masut, Remo
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS6311A
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS3203, PHS3301 ou l'équivalent
Corequis :
Rappel sur les lasers. Interaction des faisceaux lasers avec les atomes et les molécules. Propriétés et dynamique des plasmas induits par laser. Principes de l'interaction des faisceaux lasers avec les matériaux. Théorie et applications de l'ablation des matériaux par laser. Procédés par laser ultrarapide. Simulation de procédés par laser. Application de la microingénierie et de la nanoingénierie des matériaux par laser à la microélectronique, la photonique et le biomédical.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Meunier, Michel
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS3301 ou équivalent
Corequis :
Structure et thermodynamique des surfaces. Processus élémentaires sur les surfaces : adsorption, désorption, décomposition, diffusion, ségrégation, îlots, surfactants, croissance sélective, techniques expérimentales. Modes de croissance bidimensionnels : théorie Burton-Cabrera-Frank, croissance par propagation des marches, croissance bidimensionnelle, épitaxie à basse température, modélisation. Couches contraintes : mécanismes de relaxation, modes hybrides, croissance Stranski-Krastanov, auto-organisation, séparation de phase. Théorie de la germination et de la coalescence. Réactions en phase solide : interdiffusion, réactions interfaciales, croissance de grains. Évolution de la micro-nanostructure : modèle de zone, texture, couches minces composites. Effet des photons, électrons et ions sur les processus cinétiques en surface et sur l'évolution microstructurale.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Desjardins, Patrick
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS6314
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS3104 ou l'équivalent
Corequis :
Techniques de calcul de structure électronique fréquemment utilisées en chimie, physique, et science des matériaux. Équation de Schrödinger à plusieurs électrons, théorème de Bloch, méthodes de fonctions d'ondes, Hartree-Fock, traitement de la corrélation, méthodes semi-empiriques, calculs des propriétés physiques, méthodes des liaisons fortes, théorie de la fonctionnelle de la densité, bases gaussienne et ondes planes, méthodes dépendantes du temps, systèmes finis et périodiques. Applications : composés de carbone, silicium et autres métaux (fullerènes, nanotubes, cristaux, agrégats et molécules).
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Rochefort, Alain
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS6315
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis : PHY6505 ou l'équivalent
Transport électronique dans les systèmes mésoscopiques. Confinement quantique et cohérence de phase électronique. Formalisme de Boltzmann. Formalisme de Kubo et Greenwood. Formalisme de Landauer et Büttiker. Phénomène de relaxation. Interactions et excitations collectives. Magnétotransport. Spintronique. Fils quantiques. Boîtes quantiques.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Ménard, David
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Techniques avancées de fabrication, des propriétés fonctionnelles des couches minces et des revêtements destinés aux applications en optique, photonique, aérospatiale, génie biomédical, transport, énergie, environnement. Réactions physico-chimiques lors de dépôts assistés par plasma, ions, photons; interactions plasma-surface; diagnostic de procédés. Systèmes multicouches, couches inhomogènes et nanocomposites. Propriétés optiques des matériaux, conception des filtres optiques simples et avancés, métrologie optique - ellipsométrie spectroscopique et rétro-ingénierie. Propriétés nanomécaniques et tribologiques - mécanismes de rupture, d'usure, d'érosion, et de corrosion. Couches actives et matériaux intelligents possédant des propriétés électro et photochromiques, électro-optiques et piézoélectriques, thermoélectriques, thermomécaniques, photocatalytiques et autres.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Martinu, Ludvik
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS6317
Nombre de crédits : 3 (3 - 0 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Matériaux organiques semi-conducteurs et conducteurs : structure chimique, structure électronique, caractéristiques physico-chimiques, propriétés photophysiques et photodynamiques, transport de porteurs de charge. Composantes organiques pour l'électronique : diodes électroluminescentes, transistors à effet de champ, transistors électroluminescents, cellules photovoltaïques. Bioélectronique organique. Fabrication et circuiterie de dispositifs organiques.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Santato, Clara; Rochefort, Alain
Nombre de crédits : 1 (0 - 0 - 0)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Atelier sur la préparation et la présentation de séminaires d'intérêt général. Séminaires départementaux. Rencontres et discussions avec les conférenciers invités.
Manuel(s) :
Notes : Ce cours, obligatoire pour tous les étudiants inscrits aux programmes de maîtrise recherche et de doctorat, débute normalement à l'automne et s'échelonne sur deux trimestres.
Responsable(s) : Santato, Clara
Nombre de crédits : 1 (0 - 0 - 0)
Département : Génie physique
Préalable(s) :
Corequis :
Exposés et discussions des projets de recherche des étudiants. Présentation orale d'une publication tirée de la littérature. Présentation orale d'un sujet choisi en collaboration avec son directeur de recherche.
Manuel(s) :
Notes : ce cours ne s'adresse qu'aux étudiants de doctorat.
Responsable(s) : Peter, Yves-Alain
Nombre de crédits : 3 (3 - 1.5 - 4.5)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS2222 ou équivalent
Corequis :
Approche géométrique et ondulatoire des guides d'ondes optiques. Résolution des équations de Maxwell dans les guides plans uniformes. Approximation scalaire. Modes linéairement polarisés des fibres optiques. Équations couplées. Applications aux composants : coupleurs, filtres, réseaux à courts et à longs pas. Modélisation numérique du comportement des dispositifs d'optique guidée.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Godbout, Nicolas
Nombre de crédits : 3 (3 - 1.5 - 4.5)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS2222 ou équivalent
Corequis :
Revue de l'électromagnétisme classique pour les milieux continus. Propriétés optiques des matériaux isotropes (dispersion et absorption). Propriétés optiques des matériaux anisotropes (polarisation, biréfringence des cristaux, activité optique). Surface des indices et ellipsoïde d'indice. Effets électro-optiques (effet Pockels et effet Kerr). Effets magnéto-optiques (effet Faraday). Optique non linéaire d'ordre 2 (génération de second harmonique, effets paramétriques). Effets d'ordre 3 (auto et intermodulation de phase, mélange à quatre ondes, conjugaison de phase). Solitons, effets Raman et Brillouin.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Godbout, Nicolas
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS8210
Nombre de crédits : 3 (3 - 1 - 5)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS3301 ou équivalent
Corequis :
Introduction aux composants électroniques de base. Méthodes d'analyse des composants et équations à la base de la méthode dérive-diffusion. Composants de base : jonction p-n, jonction métal/semi-conducteur (MES) et métal-oxyde/semi-conducteur (MOS), hétérojonctions semi-conductrices et structures à dimensionnalité réduite, transistor à effet de champ (TEC) : TEC-MES et TEC-MOS, transistor bipolaire à jonction et à hétérojonction. Survol des dispositifs optoélectroniques : photodétecteurs, modulateurs optiques, diodes électroluminescentes, diodes lasers. Rôle des hétérostructures avancées. Notions de fiabilité. Liens avec les procédés de microfabrication. Mesures électriques des dispositifs à la base des circuits intégrés.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Masut, Remo
Nombre de crédits : 3 (3 - 1.5 - 4.5)
Département : Génie physique
Préalable(s) : 80 cr. pour les étudiants au baccalauréat
Corequis :
Introduction à la microfabrication et à la nanofabrication. Photolithographie : technologie optique et photorésines. Couches minces : méthodes physiques (évaporation, pulvérisation et laser), méthodes chimiques, dépôt électrochimique, procédé d'oxydation. Gravure: sèche par plasma et en milieu liquide. Notions de nanofabrication. Procédés pour la microélectronique, pour la photonique, pour les microsystèmes microélectromécaniques et les biocapteurs. Applications de la microfabrication. Laboratoire de microfabrication.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Peter, Yves-Alain
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS8310
Nombre de crédits : 3 (3 - 1 - 5)
Département : Génie physique
Préalable(s) : PHS8310 ou équivalent
Corequis :
Rappel des principes de microfabrication (dépôt de couches minces, photolithographie, gravure). Élaboration des principes de microsystèmes mécaniques (actionnement, senseurs, problématique de décollement des couches), électromécaniques (actionneurs, senseurs), optiques (commutateurs, détecteurs, filtres dynamiques), spatiaux (accéléromètres, senseurs infrarouges), fluidiques (valves, canaux), thermiques (actionneurs, senseurs), chimiques et biologiques. L'accent sera mis sur la conception de microsystèmes. Ceux-ci sont fabriqués par une succession d'étapes de microfabrication. La compatibilité de ces étapes pour atteindre le dispositif final est critique et sera par conséquent étudiée et illustrée par des exemples concrets.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Peter, Yves-Alain
Site Web : http://moodle.polymtl.ca/course/view.php?name=PHS8311
Nombre de crédits : 3 (2.5 - 0.5 - 6)
Département : Génie physique
Préalable(s) : 70 cr. pour les étudiants au baccalauréat
Corequis :
Phénomènes physiques, principalement optiques, impliqués dans l'obtention des images par les satellites de télédétection. Notions de mécanique orbitale, applications aux satellites d'observation de la Terre. Description de l'environnement électromagnétique terrestre : corps noir, propriétés radiométriques des objets, modèle atmosphérique de l'effet de serre. Échanges radiatifs et thermiques. Propagation des ondes à travers l'atmosphère : réfraction, absorption, diffusion de Mie et de Rayleigh, turbulence. Formation des images par les systèmes à lentille, les systèmes à balayage (radiomètre ou du type pushbroom), radar à ouverture synthétique.
Manuel(s) :
Notes :
Responsable(s) : Lewandowski, Jacques
Polytechnique Montréal
Registrariat
C.P. 6079, succursale Centre-ville
Montréal (Québec) CANADA, H3C 3A7
Téléphone : 514 340-4724
Télécopieur : 514 340-5836
Courriel : registraire@polymtl.ca
Pavillon : Principal
Local : A-201
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