Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Les fils de GaN pour LED révèlent leurs propriétés électriques

Difficile de caractériser les propriétés électriques et le dopage n et p d’un fil unique de nitrure de gallium (GaN) : sa géométrie ne s’y prête pas… Or, une équipe Leti- Institut Néel a trouvé une solution. Grâce à la lithographie électronique, elle connecte un fil reporté sur un substrat isolant à 4 plots métalliques et crée à proximité un dispositif de chauffage. Il devient alors possible de mesurer la concentration en porteurs et leur mobilité.
Les premiers travaux ont porté sur des fils de GaN dopés silicium (dopage n), qui se sont révélés meilleurs conducteurs que les couches planaires similaires. Les chercheurs abordent maintenant la caractérisation du dopage p. En ligne de mire : des LEDs à base de fils de GaN performantes, bien moins coûteuses que les LEDs planaires d’aujourd’hui.

Contact : pierre.tchoulfian@cea.fr

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Spintronique : les barrières de diffusion facilitent la coopération

Dans un dispositif spintronique de type mémoire, les parties ferromagnétique (F) et antiferromagnétique (AF) doivent normalement être au plus près l’une de l’autre pour optimiser le couplage magnétique. Pourtant, c’est en les séparant par une barrière de diffusion qu’une équipe Spintec a obtenu un gain de performance.
L’explication ? Cette barrière de quelques nanomètres empêche la diffusion d’atomes à l’interface F/AF. Ce phénomène indésirable pourrait être à l’origine du disfonctionnement de certains points mémoires. Sa réduction significative fait plus que compenser les effets de l’éloignement entre F et AF.
Au passage, les chercheurs ont aussi mis au point une méthode versatile pour mesurer quantitativement la qualité magnétique d’interface F/AF en laboratoire.

Contact : vincent.baltz@cea.fr

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

MEMS et NEMS : une solution pour libérer plus vite la partie mobile

Des chercheurs du Leti ont développé un simulateur pour valider le placement et la taille des « trous de libération » des MEMS et NEMS. Ils réduisent significativement la durée d’une étape critique du process et améliorent le rendement de production.
Après fabrication des structures suspendues des MEMS et NEMS, les trous de libération servent à soustraire par gravure le matériau sacrificiel qui a supporté les structures. Avec les techniques manuelles d’aujourd’hui, les erreurs et imprécisions de placement des trous empêchent parfois d’éliminer la totalité de ce matériau.
Le simulateur, basé sur un vérificateur de règles de dessin informatisé, fournit aux concepteurs une image prédictive des zones résiduelles du matériau sacrificiel. Un premier pas vers d’autres fonctions comme le placement automatique des trous.

Contact : marjorie.gary@cea.fr

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Imprimez votre bouton poussoir par jet d’encre

Une équipe Leti – Ecole des Mines de Saint Etienne – Gemalto est parvenue à réaliser un bouton poussoir pour carte à puce sur support souple (PET), en recourant à l’impression jet d’encre. Cette technique se distingue de la sérigraphie par l’absence de masque. Les résultats ont été présentés à la conférence IEEE Holm 2013 et ont valu à Daniele Sette, doctorant et signataire du papier, le Young Investigators Award.
Le bouton poussoir, d’une épaisseur de 300 à 400 microns, est imprimé avec une encre commerciale chargée en nanoparticules d’argent de 50 nm. Après dépôt, leur coalescence est assurée grâce à un recuit. Le procédé offre de belles perspectives en tant que moyen d’étude, en particulier pour le prototypage rapide. Un démonstrateur sera présenté en mars.

Contact : christophe.poulain@cea.fr
 
 

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Pollution atmosphérique : les petites doses plus néfastes pour l’ADN

Les effets de la pollution, évalués à forte dose en toxicologie, sont ils sous-estimés pour des doses plus faibles ? La question se pose au vu de récents travaux d’INAC sur les mécanismes d’endommagement de l’ADN par les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Ces derniers sont générés par les gaz d’échappement, le chauffage urbain, etc.
Les chercheurs ont constaté la formation d’adduits covalents dans l’ADN. Ils modifient la séquence des gènes et participent à l’apparition de cancers. Les cellules de poumon peuvent réagir en induisant des protéines protectrices, mais seulement si la concentration en HAP dépasse un certain seuil. Les doses inférieures à ce seuil sont donc les plus néfastes pour l’ADN ; un résultat contre-intuitif qui remet en cause les méthodes classiques d’évaluation de la toxicité.

Contact : thierry.douki@cea.fr
 
 

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Ils ont synthétisé un polymère à haut spin

Une équipe INAC - Université polytechnique de Varsovie a synthétisé un polymère qui, en solution, présente un spin élevé. Ce matériau stable à température ambiante est élaboré à partir d’un polymère dérivé de la polyaniline.

Le niveau de spin reste modeste (S=2) mais constitue une première pour un polymère linéaire. Le potentiel de progression est important puisque le polymère se présente aujourd’hui sous forme de chaînes emmêlées. L’étape suivante consistera à ordonner ces chaînes, pour que les couplages entre spins individuels s’expriment pleinement, et à les tendre pour former des films. Une demande de contrat ANR est en cours.
 
Contacts : david.djurado@cea.fr ; vincent.maurel@cea.fr
 
 

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Circuits multicœurs : le budget thermique modélisé à 5 % près

La société Docea Power peut se féliciter d’avoir créé un laboratoire commun avec le Leti. Après 3 ans de travaux, elle a validé ses outils pour modélisation thermique de circuits multicœurs 2D et 3D et a pu les appliquer sur deux cas réels. L’erreur de modélisation est inférieure à 5 %, niveau de précision très élevé pour des modèles rapides à haut niveau.

Les circuits avancés génèrent quelques watts à quelques dizaines de watts de puissance thermique quand ils fonctionnent ; aussi, les concepteurs de circuits sont obligés de les doter de mécanismes de contrôle thermique dynamique. Grâce aux modèles thermiques de Docea Power, ils peuvent désormais le faire en avance de phase au lieu de se contenter de vérifications a posteriori. Le laboratoire commun a été renouvelé pour trois ans, jusqu’en 2016.
 
Contact : pascal.vivet@cea.fr


 
 

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

Les antennes miniatures gagnent en qualité

Plus une antenne d’objet nomade est miniaturisée, plus les phénomènes de pertes s’aggravent et pénalisent ses performances. Ce constat a poussé une équipe Leti -IETR à consacrer deux thèses successives au titanate de lanthane, un nouvel oxyde pérovskite caractérisé par sa forte permittivité. Les résultats sont probants. Des capacités pour miniaturiser les antennes réalisées avec ce matériau affichent des coefficients de qualité supérieurs à 100 jusqu’à quelques GHz, contre 10 à 30 pour bon nombre d’autres matériaux en couche mince.
Il manque encore au titanate de lanthane « l’agilité » qui le rendrait opérationnel pour les dispositifs radiofréquences reconfigurables. Les chercheurs y travaillent, sachant qu’il leur faudra aussi réussir à intégrer le dépôt du matériau dans le procédé de fabrication.

Contact : christophe.delaveaud@cea.fr

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Mina-News - Numéro 28 - Février 2014

La simulation quantique éclaire la physique des transistors avancés

Grâce à leur nouveau code de simulation quantique, les chercheurs d’INAC et du Leti apportent des informations essentielles sur la physique des transistors avancés FDSOI et Trigate.

Les enjeux de ces travaux sont considérables. Car à mesure que les dimensions des transistors descendent vers les 10 nm, les effets quantiques jouent un rôle croissant que les modèles de simulation semi-classiques ne prennent pas en compte. Un exemple : plus les électrons sont confinés, plus le nombre de bandes d’énergie disponibles pour le transport électrique se réduit.
Dans le cadre du projet ANR Quasanova, INAC, le Leti et STMicroelectronics ont développé TB_Sim, un code adapté au calcul massivement parallèle. Ils ont modélisé le tout dernier transistor FDSOI de l’industriel, ainsi que les prochaines technologies Trigate du Leti.

De nouveaux mécanismes de diffusion des électrons
Ce travail a par exemple clarifié le rôle joué par les charges piégées dans les oxydes, et confirmé les mécanismes d’action de l’électrode de face arrière des transistors FDSOI sur les porteurs de charge. Mieux, l’équipe a mis en évidence de nouveaux mécanismes de diffusion des électrons !
La simulation quantique ne détrônera pas de sitôt les méthodes semi-classiques, ne serait-ce que parce qu’elle nécessite des temps de calcul considérables. Mais on peut lui prédire un bel avenir : les spécialistes des transistors butent sur certains questions de physique fondamentale depuis 10 ans. Le projet ANR Quasanova, terminé fin 2013, a d’ailleurs été refinancé jusqu’en 2016.

Contact : yann-michel.niquet@cea.fr
 

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Mina-News - Numéro 27 - Décembre 2013

La chimie se met en scène dans les salles blanches du Leti

Courant octobre, une équipe de tournage de 5 personnes a passé une journée dans les salles blanches du Leti. Objectif : montrer comment les copolymères à bloc, un produit mis au point par Arkema, sont mis en œuvre dans un nouveau procédé de nanolithographie.
Le tournage était commandité par Arkema, qui est aussi partenaire du Leti dans le cadre d’un laboratoire commun. L’industriel cherche à sensibiliser lycéens et étudiants aux métiers de la chimie grâce à des films de 8 minutes mis en ligne sur Youtube. Les tournages sont confiés à Capa, l’une des leaders européens de la production audiovisuelle, et se déroulent en Allemagne, au Brésil, aux Etats-Unis, au Japon etc.
Le film tourné à Grenoble sera mis à disposition du Leti. Il est en ligne depuis le 26 novembre.

Voir le film : http://youtu.be/JcNDsJCveqo

Contact : philippe.laporte@cea.fr

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