Offres de Thèses, Stages et Post-docs

nombre d'offres : 16

Conception de circuit intégré synchrone hybride CMOS/MRAM sur technologie avancée robuste aux radiations spatiales

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Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRF-18-0178

A ce jour, plusieurs méthodes permettent de concevoir des circuits microélectroniques adaptés à des applications spatiales, répondant aux contraintes d’immunité aux radiations, que ce soit en termes de technique, de conception ou de procédé de fabrication. Après une expérience forte et enrichissante de 3 ans dans la cadre d’une thèse menée en collaboration entre le CNES, le LIRMM et le CEA/Spintec, de 2014 à 2017, nous souhaitons étendre et consolider ces travaux collaboratif. Nous aimerions proposer de nouvelles innovations pour la conception de circuits intégrés embarquant des technologies émergentes non volatiles, notamment les composants spintronique du type MRAM (mémoire Magnétique), en vue d’applications dans des environnements critiques, et plus spécifiquement le spatiale. En effet plusieurs études ont été faites ou sont en cours sur les mémoires MRAM en tant que tel. En revanche, nous proposons dans ce sujet de nous intéresser à l’intégration de jonctions tunnel magnétiques (JTM), élément de base des mémoires MRAM, dans la logique de calcul. Ces JTMs peuvent être intégrées aussi bien dans les parties séquentielles telles que les latchs et les bascules, mais également dans les parties combinatoires telles que les cellules de type NAND, NOR, etc. Il s’agit ici de proposer une logique hybride CMOS/MRAM pour rendre les circuits robustes vis-à-vis des environnements spatiaux. Ce sujet adresse donc la partie calcul de circuits numériques complexes tels que des micro-processeurs par exemple. Par ailleurs, la technologie STT-MRAM (Spin Transfer Torque), qui est à ce jour la technologie MRAM la plus avancée et qui commence à être industrialisée, sera utilisée pour ces travaux d’innovation. Cependant, la technologie SOT-MRAM (Spin Orbit Torque), qui est la technologie MRAM la plus émergente et qui a déjà démontré d’intéressantes propriétés pour les circuits hybrides de la microélectronique et notamment en termes de robustesse face aux particules, sera également considérée dans cette étude afin d’apporter une étude la plus complète possible, ainsi que la solution la plus efficace. Ces travaux se veulent prospectifs et seraient menés sur des technologies avancées. L’objectif est de fabriquer un circuit intégré complet et de réaliser des essais radiations avec le CNES (sous ions lourds et/ou dose) pour valider la robustesse pour les applications spatiales « de cette logique combinatoire et séquentielle nouvelle basée sur la technologie MRAM ». Cette thèse serait principalement encadrée par l’équipe « conception de circuits intégrés non-volatils » du laboratoire CEA -Spintec de Grenoble et dirigée par le LIRMM.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electromagnétisme - Electrotechnique, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, INAC, SPINTEC
  • Laboratoire : INAC / SPINTEC
  • Code CEA : SL-DRF-18-0178
  • Contact : gregory.dipendina@cea.fr

Magnétomètre miniature ultra-sensible pour les missions spatiales

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Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRF-18-0141

L’objectif est de développer un magnétomètre miniature et ultra-sensible (100 fT/Hz^1/2), en utilisant des jonctions tunnel magnétiques et les techniques de microfabrication issues de la microélectronique. Ce magnétomètre pourrait remplacer les magnétomètres utilisés actuellement sur les missions spatiales avec un gain de masse d’un facteur 100. Cette extrême légèreté (~1 g hors électronique) représenterait un avantage compétitif décisif par rapport aux capteurs inductifs utilisés actuellement lors de missions spatiales (masse >1 kg).

Le magnétomètre proposé combine une jonction tunnel magnétique comme élément sensible du capteur, un concentrateur de flux pour amplifier le champ à mesurer et un système de modulation du champ magnétique pour réduire le bruit de la mesure. Des études préparatoires ont permis de montrer la faisabilité des briques de base de ce capteur. Il s’agit maintenant d’optimiser le concentrateur de flux et la jonction tunnel magnétique, en particulier en développant une jonction innovante faisant actuellement l’objet d’une proposition de brevet.

Le travail de thèse sera majoritairement expérimental (microfabrication, caractérisation électrique et magnétique, mesures de bruit, imagerie magnétique) mais inclura également de l’analyse et des simulations micromagnétiques.

  • Mots clés : Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences, Sciences pour l'ingénieur, Matériaux et applications, Physique du solide, surfaces et interfaces, INAC, SPINTEC
  • Laboratoire : INAC / SPINTEC
  • Code CEA : SL-DRF-18-0141
  • Contact : helene.bea@cea.fr

Étude théorique de matériaux et systèmes magnétocaloriques avancés

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Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRF-18-0177

Un champ magnétique externe affecte l’entropie d’un système magnétique et provoque des variations de température qui peuvent être utilisées pour la réfrigération magnétique. Une technologie de refroidissement alternative de ce type est de plus en plus importante aujourd’hui pour les télescopes spatiaux, les expériences en physique des particules et l’informatique quantique. En ce moment, la plupart des réfrigérateurs à désaimantation adiabatique utilisent des sels paramagnétiques qui ont une capacité limitée pour des températures supérieures à 1 K. Récemment, deux nouvelles familles de matériaux magnétocaloriques adaptées aux applications dans la gamme de température 1-4 K ont été proposées : des systèmes de spins à géométrie frustrée et des aimants dipolaires. Nous envisageons d’étudier les propriétés magnétocaloriques de ces matériaux en utilisant des simulations Monte Carlo de modèles de spin appropriés pour les matériaux connus, tels que Gd3Ga5O12 et GdLiF4, ainsi que pour les matériaux magnétocaloriques prospectifs, Yb2Ti2O7 et Yb3Ga5O12. L’étude théorique bénéficiera d’une collaboration avec les études expérimentales en cours à l’INAC.

  • Mots clés : Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences, Physique théorique, Physique du solide, surfaces et interfaces, Physique théorique, INAC, PHELIQS
  • Laboratoire : INAC / PHELIQS
  • Code CEA : SL-DRF-18-0177
  • Contact : mike.zhitomirsky@cea.fr

Manipulation of spin currents and magnetic state at the nanoscale using the spin orbit coupling

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Date de début : 1 octobre 2018

Offre n° SL-DRF-18-0058

The development of spin electronics, or spintronics, allows to imagine many devices taking advantage of an electronics no longer based solely on the electrical charge of the carriers but also on their spin. This new degree of freedom offers additional means of conveying information, and introduces new ways to manipulating it.

Very recently, a collection of Spin Orbit based spin-to-charge interconversion mechanisms (Spin Hall effects, Rashba and Topological Insulators) were observed experimentally. It appears in the set of non-magnetic metals, semiconductors or oxydes, and sorts the carriers according to their spin state. It allows injecting and detecting spins without necessarily using magnetic materials or a magnetic field, which is both conceptually and technologically very interesting.

In this framework, we wish to create lateral nanostructures taking advantage of pure spin current generated by harnessing the Spin Orbit coupling for both spin to charge interconversion mechanisms and the manipulation of magnetization state of nano-object (dot or magnetic domain wall) by absorption of this current and spin transfer torque. Material of interest will be metals, oxydes and topological insulators to generate or detect spin currents, and will be applied to the manipulation of the magnetic state of a nanoelement, an example of a recent realization being given on the figure.

If subjects related to the spin transfer by absorption of a pure spin current are very competitive, they are scientifically rich, and currently booming. This area of research is still largely open to exploration, and we are benefiting from our recent development of efficient injection and detection devices.

The proposed topic lies in basic research but with a clear opening towards applied research. The trainee will benefit from the technical and scientific environment of the laboratory, and the collaborations put in place with the major actors of the field at the international level. This project is supported by funding from the ANR.

  • Mots clés : Physique de l'état condensé, chimie et nanosciences, Physique du solide, surfaces et interfaces, INAC, SPINTEC
  • Laboratoire : INAC / SPINTEC
  • Code CEA : SL-DRF-18-0058
  • Contact : laurent.vila@cea.fr

(pourvue) Etude des fluctuations de potentiel dans les cellules solaires à couches minces

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Date de début : 1 octobre 2017

Offre n° IMEPLaHC-24052017-CMNE

                                                                                  ED EEATS -SUJET DE THESE 2017 :
Etude des fluctuations de potentiel dans les cellules solaires à couches minces

Date de début : Octobre 2017
Offre n° : IMEPLaHC-24052017-CMNE
Mots clefs :Photovoltaïque, cellule solaire, spectroscopie optique, caractérisation électrique

Description du projet :
Les composés kesterites CuZnSnSSe représentent une voie prometteuse de développement de cellules solaires à couches minces de troisième génération, filière respectueuse de l’environnement car constituée de matériaux disponibles en abondance sur la croûte terrestre et dépourvue d’éléments toxiques.
Cependant jusqu’à présent l’efficacité de conversion de ces dispositifs reste inférieure à ses principaux concurrents, CdTe et CIGS, retardant leur développement industriel. Une des principales limitations des performances proviendrait des effets des fluctuations de potentiel qui seraient induites par une forte concentration de défauts ponctuels intrinsèques dans les alliages CuZnSnSSe.

L’objectif de cette thèse est d’analyser quantitativement les fluctuations de potentiel dans ces matériaux et d’identifier leur effet sur les performances des cellules solaires. Deux techniques expérimentales complémentaire seront mises en œuvre: la spectroscopie optique et les mesures électriques.  Le doctorant mènera des expériences d’excitation de photoluminescence et de mesures de spectroscopie résolue en temps afin de mettre en évidence la présence de queues de bande et d’états localisés. Dans un second temps, la spectroscopie d’admittance sera utilisée pour étudier la réponse des pièges profonds dans ces matériaux. Dans les deux cas, l’interprétation des données s’accompagnera d’un travail de modélisation prenant en compte l’impact des fluctuations de potentiel. L’ensemble de ces résultats sera confronté aux performances des dispositifs.

Le travail se déroulera à l’IMEP-LaHC en collaboration avec l’Institut Néel/INAC et le CEA-LITEN et s’intégrera dans le cadre de plusieurs collaborations internationales.
Ce sujet de thèse suivra la procédure de recrutement de l’école doctorale EAATS de l’Université Grenoble Alpes .

Détails : Compétences souhaitées en physique de l’état solide et en technologie des semiconducteurs
Encadrants: Frédérique Ducroquet (IMEP-LaHC) – Henri Mariette (Institut Néel/INAC)
Financement : Bourse Ministérielle
Début de la thèse : Octobre/Novembre 2017
Durée : 3 ans
Date limite de candidature: 07/06/2017
Laboratoires de recherche: IMEP-LAHC – Grenoble, Institut Néel/INAC-Grenoble
Contact: ducroquet@minatec.inpg.fr

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, FMNT, IMEP-LaHc
  • Laboratoire : FMNT / IMEP-LaHc
  • Code CEA : IMEPLaHC-24052017-CMNE
  • Contact : ducroque@minatec.grenoble-inp.fr
  • Merci de votre intérêt, mais cette offre de Thèses est déjà pourvue.
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