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Offers : 27

Détection électrique de l’hybridation d’ADN par amplification PCR sur Si-nanonet-FET

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Start date : 1 January 2019

offer n° 2

Contexte scientifique
Très prometteuses au moment de leur découverte, après plus d’une décennie de recherche intensive, les nanostructures 1D et 2D se sont révélées décevantes pour les transferts vers le domaine applicatif en raison de la difficulté de les produire de manière reproductible et à grande échelle. Ainsi, dans le contexte de la feuille de route More than Moore, un défi important réside dans le développement de systèmes peu coûteux, reproductibles et efficaces pour exploiter les propriétés nanométriques, tout en étant facilement manipulables et compatibles avec une intégration à grande échelle.
Le projet «Nanonets semiconducteurs», actuellement développé au LMGP, en collaboration avec le LTM et l’IMEP-LaHC, se propose de relever ce défi et de dépasser les limites actuelles de l’intégration des nanomatériaux en développant une nouvelle génération de dispositifs électroniques basés sur des réseaux aléatoires de nanofils semiconducteurs, aussi appelés nanonets semiconducteurs. Ces nanonets bénéficient de propriétés nanométriques avantageuses ainsi que d’une connexion facile aux objets macroscopiques grâce à leur structure en couches minces. Cependant, leur grande sensibilité à leur environnement rend les propriétés électriques instables et peu reproductibles à première vue, de sorte que –jusque récemment- cette structure a été largement ignorée par la communauté scientifique.
Toutefois, grâce à nos résultats récents très prometteurs, nous sommes désormais à même de développer des transistors aux propriétés très satisfaisantes et équivalentes à celles des meilleurs dispositifs à nanofil unique.
Objectifs du projet
L’objectif de ce projet est de mettre au point un dispositif peu coûteux et portable pour détecter directement l’hybridation de l’ADN « sans label », c’est-à-dire sans ajout de marqueurs fluorescents. Actuellement, la grande majorité des biocapteurs d’ADN sur le marché sont des biocapteurs à fluorescence optique. Ces biocapteurs sont très efficaces et peuvent être extrêmement sensibles cependant ils requièrent un haut degré de compétence pour leur utilisation, principalement en raison de la nécessité de marquer l’ADN par un fluorophore et un matériel coûteux pour la détection de l’émission, matériel centralisé dans des laboratoires spécialisés, éliminant toute utilisation sur le terrain, au chevet du patient ou sur un site de production.
Ainsi, dans le but d’éliminer le marquage, de simplifier la lecture et d’augmenter la portabilité, la détection sera réalisée uniquement au moyen de la variation du comportement électrique du transistor à base de Si-nanonet qui est l’élément actif des biocapteurs développés lors de cette thèse. En effet, l’ADN étant chargé, lors de son hybridation à la surface du biocapteur, les charges de surface sont modifiées, ce qui impacte la densité de porteurs libres au sein du canal et modifie le comportement électrique du transistor.
Afin d’exacerber ces modifications électriques, même pour de très petites quantités d’ADN présentes dans l’échantillon à analyser, l’ADN hybridé sera amplifié par la méthode PCR (Polymerase Chain Reaction) par pontage d’amorces qui est devenue une méthode de référence en biologie et médecine.
Ainsi, ce projet de recherche est extrêmement innovant car il associe des techniques issues de domaines disjoints, la biologie moléculaire et la microélectronique, à un nanomatériau émergent, les nanonets.
Pour mener à bien ce projet, le travail sera décomposé en deux temps. Une première phase où la méthode d’amplification par PCR par pontage d’amorces sera développée en surface des nanonets de silicium non intégrés à partir des protocoles de greffage de l’ADN existants au laboratoire. Le bon déroulement des étapes de PCR sera suivi par l’ajout d’intercalants fluorescents. Lors de cette phase, les dimensions des transistors seront définies en lien avec les tailles de gouttes nécessaire pour la mise en place de la PCR, sachant que la technologie actuellement développée permet de produire des transistors présentant des canaux millimétriques. Dans la deuxième phase, l’amplification PCR sera effectuée directement à la surface des transistors à nanonets et l’évolution du comportement électrique des transistors sera alors étudiée.
Missions et compétences requises
La.Le post-doctorant.e aura pour mission de coordonner les tâches de mises en place de la PCR sur nanonet ainsi que d’élaboration, d’intégration et de fonctionnalisation des nanonets, tout en effectuant les caractérisations électriques après les étapes importantes du processus de fonctionnalisation. Elle.Il s’impliquera dans l’ensemble de ces tâches tout en s’appuyant sur les compétences déjà acquises dans le groupe, et sur les dispositifs expérimentaux existants.
Le projet demande des compétences multidisciplinaires (nanomatériaux, chimie de surface, physique des semiconducteurs) en liaison avec le domaine des biocapteurs, tout en étant opérationnel sur les caractérisations électriques I(V) des dispositifs microélectroniques. Des connaissances en biologie moléculaire seraient très appréciées.
La.Le post-doctorant.e pourra être amené.e à séjourner au sein de laboratoires partenaires en Europe
Renseignements administratifs :
Type d’emploi : Contractuel de recherche
Contrat : CDD de 18 mois dès que possible, au plus tard le 1er janvier 2018
Rémunération calculée en référence aux grilles de rémunération des post-doctorants soit à partir de 2379 € mensuel brut en fonction de l’expérience du candidat
Employeur : Université Grenoble Alpes
Lieu de travail : Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique (LMGP), Grenoble – France
Contacts :
Celine Ternon, celine.ternon@grenoble-inp.fr
Marianne Weidenhaupt marianne.weidenhaupt@grenoble-inp.fr

compact models development for Qbit

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Start date : 1 August 2018

offer n° PsD-DRT-18-0056

The Compact / SPICE model is the link between the development of technological bricks and circuit design. The model purpose is to accurately reproduce the experimental characteristics essential to digital, analog and mixed circuit design. Thus, the extraction parameters corresponding to the electrical characterization.

The main challenge is to be able to describe the quantum behavior of this architecture. It will also be necessary to study if this behavior must be described via the physical quantities (eg electronic spin, energy level …) or by logical quantities (quantum state, matrix of transformation, …). It will also be necessary to take into account the compatibility between the mathematical formalism and the standard tools of compact modeling (through Verilog-A description).

In view of the few devices available to compare these modeling choices with reality, this first step should explore the issues of pure modeling and software tools.

During the project, depending on the availability of new QuBits devices, these first versions of compact models can be compared and enhanced to improve modeling methodology (in correlation with experimental data).

This work will build on the shared skills of LSM and LICL (and collaboration with INCAC), and their habit of working together.

The candidate should have deep understanding of Qbit (experimental and / or theoretical) and if possible a knowledge of SPICE, NEGF or TCAD in their CMOS point of view.

  • Keywords : Engineering science, Electronics and microelectronics - Optoelectronics, DCOS, Leti
  • Laboratory : DCOS / Leti
  • CEA code : PsD-DRT-18-0056
  • Contact : sebastien.martinie@cea.fr

Development of a cell analysis algorithm for phase microscopy imaging

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Start date : 1 September 2018

offer n° PsD-DRT-18-0089

At CEA-Leti we have validated a video-lens-free microscopy platform by performing thousands of hours of real-time imaging observing varied cell types and culture conditions (e.g.: primary cells, human stem cells, fibroblasts, endothelial cells, epithelial cells, 2D/3D cell culture, etc.). And we have developed different algorithms to study major cell functions, i.e. cell adhesion and spreading, cell division, cell division orientation, and cell death.

The research project is to extend the analysis of the datasets produced by lens-free video microscopy. The objective is to study a real-time cell tracking algorithm to follow every single cell and to plot different cell fate events as a function of time. To this aim, researches will be carried on segmentation and tracking algorithms that should outperform today’s state-of-the-art methodology in the field. In particular, the algorithms should yield good performances in terms of biological measures and practical usability. This will allow us to outperform today’s state-of-the-art methodology which are optimized for the intrinsic performances of the cell tracking and cell segmentation algorithms but fails at extracting important biological features (cell cycle duration, cell lineages, etc.). To this aim the recruited person should be able to develop a method that either take prior information into account using learning strategies (single vector machine, deep learning, etc.) or analyze cells in a global spatiotemporal video. We are looking people who have completed a PhD in image processing, with skills in the field of microscopy applied to biology.

  • Keywords : Engineering science, Life Sciences, Biotechnology, biophotonics, Cellular biology, physiology and cellular imaging, DTBS, Leti
  • Laboratory : DTBS / Leti
  • CEA code : PsD-DRT-18-0089
  • Contact : cedric.allier@cea.fr

Conformal deposition of polymer thin-films in high aspect ratio 3D structures

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Start date : 1 June 2018

offer n° PsD-DRT-18-0078

The deposition of thin films on challenging high aspect ratio structures are of key importance in many different areas of microelectronics and nano-technologies. For polymer thin films, filament-assisted CVD techniques (such as iCVD) have emerged recently as promising method for the conformal deposition of insulating thin films in 3D structures. However, it is still not clear if this CVD method can allow conformal coating inside porous and 3D substrates with acceptable growth rates and what are the limits of utilization. The work proposed here aims to study polymer thin film deposition by iCVD in high aspect ratio 3D structures in order to identify the parameters governing the deposition speed and the accessible degree of conformality. The works will be performed on high aspect ratio Through Silicon Vias and on various porous substrates. The candidate will be in charge of thin films deposition on a 200 mm tool and of the material characterization. The thin films will be characterized using physicochemical analyses (FTIR, X-Ray Reflectometry, Ellipsometry, Porosimetry, Contact angle, AFM). More in depth characterizations (using Electronic Microscopy, ToF-SIMS) will be carried out to study the deposition in 3D structures.

The main objective of the work will be to identify the key parameters that play a role in the conformal deposition inside 3D structures and porous substrates as a function of the feature shape and size. The work will be done in the LETI/DTSi division. The material deposition and characterizations will be performed in the LETI clean room in close collaboration with an industrial partner. Part of the work will be done in collaboration with experts of materials characterization (CEA nanocharacterization platform), and specialists in charge of 3D integration.

  • Keywords : Engineering science, Materials and applications, Solid state physics, surfaces and interfaces, DTSI, Leti
  • Laboratory : DTSI / Leti
  • CEA code : PsD-DRT-18-0078
  • Contact : vincent.jousseaume@cea.fr

Simulation of semimetal nanowires

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Start date : 1 November 2017

offer n° PsD-DRT-18-0004

The candidate’s mission will be:

• Simulation using ab-initio tools of the structure of bismuth nanowire bands of different diameters (from 1 nm to 10 nm).

• Extraction of parameters as effective masses, density of states, band offsets for these nanowires.

• Implementation of these parameters in a NEGF simulator to simulate bismuth nanowire transistors with variable diameter.

• Ab-initio simulation of the bismuth-dielectric nanowire interface and study of various elements of chemical passivation.

• This work will be done in collaboration with LETI / DCOS / SCME / LSIM (Philippe Blaise)

• The candidate will interact with an experimental team that will produce the simulated devices and will help to supervise one or more doctoral students, in collaboration with IMEP.

• The candidate will interact with the LTM to help predict the properties of the grid bismuth-insulator interface and implement the IMEP results in the simulator.

  • Keywords : Solid state physics, surfaces and interfaces, DCOS, Leti
  • Laboratory : DCOS / Leti
  • CEA code : PsD-DRT-18-0004
  • Contact : jean-pierre.colinge@cea.fr
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