Offres de Thèses, Stages et Post-docs

nombre d'offres : 111

Modélisation des qubits de spin silicium/germanium

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Date de début : 01/10/2023

Offre n° SL-DRF-23-0035

Les qubits de spin silicium/germanium ont fait des progrès remarquables au cours des deux dernières années [Nature 591, 580 (2021); arXiv:2202.09252]. Dans ces dispositifs, l’information élémentaire est stockée sous la forme d’une superposition cohérente des états de spin d’un électron dans une hétérostructure Si/SiGe, ou d’un trou dans une hétérostructure Ge/SiGe. Ces spins peuvent être manipulés électriquement grâce au couplage spin-orbite et être intriqués par des interactions d’échange, permettant la mise en oeuvre des portes à un et deux qubits nécessaires au calcul et à la simulation quantique. Grenoble développe des plateformes originales de qubits de spin sur Si et Ge, et détient divers records de durée de vie des spins [arXiv:2201.08637, à paraître dans Nature Nano] et d’interactions spin-photon [arXiv:2206.14082]. L’objectif de cette thèse est de soutenir les progrès de ces technologies quantiques avancées avec une modélisation analytique et numérique à l’état de l’art. Pour cela, le CEA développe en particulier le code TB_Sim, capable de décrire des structures de qubits très réalistes jusqu’à l’échelle atomique si besoin. La manipulation et l’intrication des spins, la réponse au bruit et au désordre (décohérence), et les interactions avec les photons (électrodynamique quantique) seront notamment abordés au cours de la thèse. Cette thèse est intégralement financée par une bourse de l’ANR (PEPR quantique). Le candidat aura l’opportunité d’interagir avec une communauté dynamique d’expérimentateurs travaillant sur les qubits de spin au CEA et au CNRS.

  • Mots clés : Condensed matter physics, chemistry & nanosciences, Theoretical physics, Mesoscopic physics, Theoretical Physics, IRIG, MEM
  • Laboratoire : IRIG / MEM
  • Code CEA : SL-DRF-23-0035
  • Contact : yniquet@cea.fr

Nouveaux système optique de couplage laser/circuits photoniques pour applications capteurs et LIDARs

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Date de début : 01/09/2023

Offre n° SL-DRT-23-0467

Le développement de la technologie photonique sur silicium a permis l’intégration sur une même puce de nombreuses fonctions photoniques au plus proche des fonctions électroniques, permettant la miniaturisation des composants dans les domaines des datacom, télécoms et capteurs optiques. Cependant, qu’il s’agisse du cas de fonctions non encore intégrables sur silicium ou d’un besoin architectural au niveau système, la communication optique de puce à puce (dans le cas, par exemple, d’une liaison source laser vers un circuit photonique) reste un point clé à développer.

Aujourd’hui, les solutions proposées font appel à des technologies, de type micro-optiques, qui ne permettent pas de répondre aux besoins des applications émergentes (LIDAR, High Performance Computing …)

L’objectif de cette thèse est de développer une ou plusieurs solutions de couplage optique, associant « optique guidée » et packaging optique (assemblage de puces ou composants optiques sur puce) en faisant appel à la conception conjointe des interfaces de couplage (optiques à gradient d’indice, optiques freeform, méta-optiques…) et des puces photoniques elles-mêmes. Pour cela des études de design assisté par logiciel de calcul de propagation de front d’onde, calculs par éléments finis (COMSOL, Optic Studio…) et simulations de Monte Carlo seront réalisées dans un premier temps. Les concepts proposés seront alors développés à partir de technologies issues de la microélectronique associées à des briques émergentes dans le domaine de la photonique (nano-imprint, fabrication additive …) pour être ensuite évalués afin de juger de leur pertinence.

  • Mots clés : Engineering sciences, Technological challenges, Optics - Laser optics - Applied optics, Photonics, Imaging and displays, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-23-0467
  • Contact : laurent.mendizabal@cea.fr

Etude des mécanismes physiques liés aux flancs limitant les performances des µ-LEDs GaN

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Date de début : 01/10/2022

Offre n° SL-DRT-23-0598

Au sein du Département Optique et Photonique du CEA-LETI, le Laboratoire des Composants Emissifs conçoit et réalise des micro-écrans à base de micro-LEDs GaN. Une des problématiques majeures des µ-LEDs à base de GaN/InGaN est la baisse d’efficacité liée à la réduction de leurs dimensions. Dans la littérature, cette dégradation des performances est généralement attribuée aux recombinaisons non radiatives SRH (Shockley-Read-Hall) sur les flancs du pixel dues à des défauts générés sur les flancs lors de la gravure. Nous avons observé dans le laboratoire que l’effet de champ sur les bords du pixel pouvait également avoir un impact majeur sur les performances de la µ-LED. Trois phénomènes pourraient alors intervenir. Les pièges sur les flancs du pixel peuvent conduire à des recombinaisons non radiatives et/ou selon leur niveau d’ionisation à la présence de charges et donc à un effet de champ. Il peut également s’agir de charges fixes ou mobiles présentes sur les flancs du pixel ou dans le diélectrique de passivation. Une corrélation entre l’injection des porteurs (contacts ohmiques/Schottky) dans la LED et l’impact des défauts/charges des flancs sur les performances a également été observée.

La thèse proposée ici aura ainsi pour objectif d’étudier, au travers de simulations TCAD couplées à des caractérisations électro-optiques (électroluminescence en température/fréquence, C-V-C-f) sur différents motifs de test (LEDs de différentes dimensions, capacités, TLM…) l’impact de ces différents phénomènes sur les caractéristiques des µ-LEDs (courant, puissance optique, efficacité, spectre) et de déterminer le phénomène dominant dans la baisse de leur l’efficacité.

  • Mots clés : Engineering sciences, Technological challenges, Electronics and microelectronics - Optoelectronics, Photonics, Imaging and displays, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-23-0598
  • Contact : stephanie.jacob@cea.fr

Etude de mécanismes de restauration autonomes pour les systèmes embarqués

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Date de début : 01/09/2023

Offre n° SL-DRT-23-0475

Si les sujets autour des mécanismes de protection ou de détection de menaces sont actuellement bien couverts, la réparation après attaque est encore peu présente dans la littérature scientifique.

Objectifs : L’objectif de cette thèse est d’identifier des solutions permettant de restaurer les fonctions ou tâches critiques d’un dispositif embarqué après la détection d’un événement non désiré (dû à une malveillance ou bien une défaillance logicielle ou matérielle). Depuis une vingtaine d’années, de nombreux travaux de recherche se sont focalisés sur la définition de solutions de restauration dans le domaine de la sûreté, l’application de ces techniques au domaine de la sécurité est plus récente, et encore peu de travaux adressent l’applicabilité de ces méthodes à ce domaine.

Si les principes de restauration peuvent être identiques dans les domaines de la sûreté et de la sécurité, dans le cas d’action malveillante, il est en plus nécessaire de rendre le système de restauration robuste contre des tentatives de corruption par l’attaquant. En effet, celui-ci peut faire évoluer son attaque afin de leurrer le système de restauration ou bien même corrompre la restauration elle-même. Une des hypothèses de départ pris dans cette thèse est que le système possède déjà un ou plusieurs modules de détection d’événements anormaux. A partir de cet état anormal, la solution doit permettre la restauration du logiciel après avoir vérifié l’intégrité du bloc logiciel défaillant (rollback) grâce à une sauvegarde du contexte (checkpoint) à intervalles réguliers. Dans le cadre de cette thèse, l’étude portera uniquement sur des cibles embarquées de type processeurs intégrant un Linux embarqué mais devra être portable dans d’autres environnements

  • Mots clés : Engineering sciences, Technological challenges, Computer science and software, Cyber security : hardware and sofware, DSYS, Leti
  • Laboratoire : DSYS / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-23-0475
  • Contact : pierre-henri.thevenon@cea.fr

Etude et fabrication de microoptiques intégrées à un imageur infrarouge

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Date de début : 01/09/2023

Offre n° SL-DRT-23-0644

La tendance actuelle du marché des imageurs infrarouges est vers l’augmentation de la portée par la réduction du pas pixel. Un facteur limitant la performance des petits pixels est la diaphonie, qui dégrade la résolution de l’imageur. Un second facteur est l’apparition de phénomènes diffractifs, quand la taille pixel est aussi petite que la longueur d’onde à détecter. Cette thèse porte sur le développement de micro optiques, réalisées au niveau de l’imageur, permettant d’accéder à des meilleures performances de détection. Elle étudiera dans un premier temps les limites de performance d’optiques réfractives classiques par la simulation et l’expérience. Ensuite, des structures innovantes telles que les métasurfaces au niveau du pixel seront proposées. La thèse peindra un tableau clair de limitations techniques et de performance des microoptiques en imagerie infrarouge.

  • Mots clés : Condensed matter physics, chemistry & nanosciences, Technological challenges, Photonics, Imaging and displays, Solid state physics, surfaces and interfaces, DOPT, Leti
  • Laboratoire : DOPT / Leti
  • Code CEA : SL-DRT-23-0644
  • Contact : giacomo.badano@cea.fr
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