Offres de Thèses, Stages et Post-docs

nombre d'offres : 18

Accéléromètre nano-optomécanique sur silicium pour applications hautes performances

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Date de début : 1 juin 2020

Offre n° PsD-DRT-20-0035

Les capteurs inertiels (accéléromètres et gyromètres) sont au cœur d’un grand nombre d’applications grand public –et bas coût- comme les smartphones et les tablettes, mais aussi d’applications à plus haute valeur ajoutée et de plus hautes performances comme la navigation pour les véhicules autonomes, l’aéronautique ou le spatial. Les microsystèmes en silicium (MEMS) sont aujourd’hui une technologie très mature et plusieurs millions en sont vendus chaque année. Ils sont cependant aujourd’hui incapables de répondre à des applications hautes performances.

Le LETI est un des pionniers dans le développement de capteurs à transduction optomécanique « on-chip » : il s’agit de guider la lumière dans le silicium de manière similaire aux techniques photoniques, et de faire interagir cette lumière avec un objet en déplacement comme un résonateur mécanique ou une masse sismique. Ce déplacement module l’intensité de la lumière que l’on mesure, ce qui permet de déduire l’accélération de l’objet. Cette technologie a été développée dans les années 2000 en recherche fondamentale, et a notamment permis de réaliser les détecteurs d’ondes gravitationnelles. Le LETI développe cette technologie sur puce à l’échelle nanométrique, avec des sensibilités de déplacement plusieurs ordres de grandeur meilleures que les transductions électriques.

De premiers accéléromètres optomécaniques ont été conçus et fabriqués dans les salles blanches quasi-industrielles du LETI pour de tout premiers tests de caractérisation. Il s’agit ici de prendre en main ces dispositifs, de confirmer les premiers résultats optiques, et surtout d’évaluer leurs performances sous accélération : un banc de test est à réaliser pour ce faire. Il faudra ensuite faire un retour sur la modélisation et le design à partir des mesures afin d’assurer la compréhension de tous les phénomènes. Enfin, le post-doctorant devra proposer de nouveaux designs visant les hautes performances attendues.

  • Mots clés : Défis technologiques, Systèmes cyberphysiques - capteurs et actionneurs, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : PsD-DRT-20-0035
  • Contact : sebastien.hentz@cea.fr

Performance du collage hybride réalisé au niveau via: dimension < 500nm

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Date de début : 1 avril 2020

Offre n° PsD-DRT-20-0033

Le collage hybride plaque à plaque pour réaliser des interconnexions 3D est mature pour des pas de 1,5 µm à 10 µm. Il est appliqué aujourd’hui pour assembler des plaquettes de silicium portant des fonction différentes et complémentaires et permet des applications de capteurs d’image ou d’écran « intelligents ».

Le travail proposé se place dans la perspective d’une réduction des dimensions des interconnexions 3D par collage hybride et s’articule autour de 2 innovations technologiques:

La première consiste à réduire le nombre de niveaux d’intégration correspondant aux interconnexions entre 2 plaques. Actuellement au nombre minimum de 4 nous souhaitons évaluer les possibilités et les performances pour les réduire à 2 ou même 1 seul niveau. L’étape ultime étant de réaliser l’interconnexion 3D avec uniquement un niveau de vias de petite dimension entre les niveaux de métal des 2 plaquettes à assembler.

La deuxième adresse une conception plus flexible avec la capabilité d’étendre la règle de dessin de collage hybride en réalisant des vias de dimensions < 500nm avec une densité de métal pour le niveau de collage hybride très faible.

  • Mots clés : Défis technologiques, Photonique, imageurs et écrans, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : PsD-DRT-20-0033
  • Contact : lucile.arnaud@cea.fr

Simulation et caractérisation électrique d’un cube logique / mémoire dédié au calcul dans la mémoire

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Date de début : 1 janvier 2020

Offre n° PsD-DRT-20-0029

Pour répondre à différents enjeux scientifiques et sociétaux, les circuits intégrés de demain doivent gagner en efficacité énergétique. Or, la majorité de leur énergie est aujourd’hui consommée par les transferts de données entre les blocs mémoire et logique dans des architectures circuit de type Von-Neumann. Une solution émergente et disruptive à ce problème consiste à rendre possible des calculs directement dans la mémoire (« In-Memory-Computing »). Les nouvelles technologies de mémoires résistives non-volatiles et de transistors à nanofils de silicium développées au LETI et intégrées en 3D permettraient de proposer pour la première fois une solution technologique performante et viable à un calcul intensif dans la mémoire.

Un projet transverse au leti a commencé sur le sujet: de l’application à l’implémentation technologique, en passant par le logiciel et le circuit. Le but est de créer des nano-fonctionnalités en mixant à très faible échelle des dispositifs logiques et mémoires à très grande densité et très grosses capacités. Un accélérateur circuit de In-Memory-Computing sera conçu et fabriqué au LETI, permettant d’améliorer les performances énergétique d’un facteur 20 par rapport à un circuit Von-Neumann de l’état de l’art.

Le poste de post-doctorant proposé s’inscrit dans ce projet et vise à simuler et caractériser un CUBE logique/mémoire dédié au « In-Memory-Computing ». Le post-doctorant réalisera des caractérisations électriques de transistors et mémoires pour calibrer des modèles et fera des simulations TCAD et spice pour aider au dimensionnement de la technologie et permettre la conception des circuits.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, DCOS, Leti
  • Laboratoire : DCOS / Leti
  • Code CEA : PsD-DRT-20-0029
  • Contact : francois.andrieu@cea.fr

Conception d’architectures innovantes de lecture de microphone « time-domain » à base d’oscillateurs verrouillés par injection

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Date de début : 1 janvier 2020

Offre n° PsD-DRT-20-0023

La détection et la reconnaissance d’événements sonores font l’objet d’une grande activité de recherche liée au développement des applications de reconnaissance vocale. Ces applications demandent la réalisation de microphones ayant une grande dynamique (> 100 dBSpl) et un faible bruit (< 25 dBSpl). Les architectures à l'état de l'art basées sur un préampli et un convertisseur sigma delta permettent d'obtenir les performances voulues mais pour des consommations de l'ordre du mW qui ne sont pas compatibles avec les applications portables.

Le CEA-LETI travaille sur un transducteur MEMS innovant répondant aux exigences de linéarité, de dynamique et de bruit de plancher. Afin d'accompagner ce développement, le CEA-LETI est à la recherche d'un post doc dont la mission sera l'étude d'architectures innovantes de lecture de microphone et ultra faible consommation à base d'oscillateurs verrouillés par injection. Le travail de post doc se répartira entre un travail d'architecture et d'évaluation de la solution et un travail de conception et de mesure du circuit réalisé.

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, DACLE, Leti
  • Laboratoire : DACLE / Leti
  • Code CEA : PsD-DRT-20-0023
  • Contact : franck.badets@cea.fr

Vers le développement de nano-composites piézo-électriques performants pour des applications innovantes en conversion d’énergie

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Date de début : 6 janvier 2020

Offre n° IMEPLaHC-17102019-CMNE

Sujet de Post-doctorat :
Vers le développement de nano-composites piézo-électriques performants pour des applications innovantes en conversion d’énergie
IMEP-LaHC / MINATEC / Grenoble – France

Mots clefs :
Nanotechnologies, Nano fils, Piézoélectricité, AFM, simulation multi-physique, Physique du semi-conducteur et technologie.

Description du projet :
Les nanofils (NF) piézoélectriques semi-conducteurs (GaN et ZnO entre autres) présentent des propriétés piézoélectriques améliorées par rapport aux couches minces et au matériau massif, du fait de leur plus grande flexibilité et de leur sensibilité à des forces plus faibles. Une amélioration intrinsèque des coefficients piézoélectriques a également été identifiée par de récentes études théoriques et expérimentales [1, 2]. Nous nous intéressons à l’intégration de ces nanostructures dans de nano-composites (formés de NFs englobés dans une matrice diélectrique). Des études théoriques très récentes dans notre équipe montrent que ces nano-composites peuvent présenter des performances améliorées par rapport aux couches minces [3, 4]. Ce type de matériau est donc très intéressant pour différentes applications innovantes, en particulier quand on les intègre dans un substrat flexible. Dans ce contexte nous nous focalisons principalement sur des applications de type capteur et récupération d’énergie mécanique [5, 6].

Le/la candidat(e) travaillera dans le cadre de plusieurs projets européens en collaboration avec des instituts de recherche Italiens et PME Françaises entre autres. Il/Elle contribuera au développement technologique pour intégrer des composites à base de nano fils piézoélectriques sur des substrats rigides et flexibles, à la caractérisation électromécanique des dispositifs fabriqués en utilisant des bancs de caractérisation spécifiques [7, 8] puis à l’évaluation de cette technologies pour des applications innovantes.

En fonction de son expertise, le/la candidat(e) participera au co-encadrement des étudiants de niveau Master et Thèse sur plusieurs activités au sein du groupe, notamment: (i) la caractérisation de nanofils et nano-composites en utilisant des techniques AFM (Microscopie à Force Atomique) puis (ii) la simulation multi-physique du nano-composite en utilisant des logiciels de simulation commerciaux FEM (par exemple COMSOL Multiphysique).

Le/la candidat(e) acquerra une expertise comportant (i) la conversion d’énergie à base de matériaux piézoélectriques, (ii) la fabrication et l’intégration de nanofils piézoélectriques dans des dispositifs fonctionnels, (iii) la caractérisation électromécanique des nanofils et des dispositifs associés, (iv) le design et la simulation des nano-composites à base de nanofils semiconducteurs piézoélectriques, (v) l’encadrement d’étudiants.

Références :
[1] X. Xu, A. Potié, R. Songmuang, J.W. Lee, T. Baron, B. Salem and L. Montès, Nanotechnology 22 (2011)
[2] H. D. Espinosa, R. A. Bernal, M. Minary‐Jolandan, Adv. Mater. 24 (2012)
[3] R. Tao, G. Ardila, L. Montès, M. Mouis Nano Energy 14 (2015)
[4] R. Tao, M. Mouis, G. Ardila, Adv. Elec. Mat. 4 (2018)
[5] S. Lee, R. Hinchet, Y. Lee, Y. Yang, Z. H. Lin, G. Ardila, et al., Adv. Func. Mater. 24 (2014)
[6] R. Hinchet, S. Lee, G. Ardila, L. Montès, M. Mouis, Z. L. Wang Adv. Funct. Mater. 24 (2014)
[7] R. Tao, M. Parmar, G. Ardila, P. Oliveira, D. Marques, L. Montès, M. Mouis Semicond. Sci. Technol. 32 (2017)
[8] D. Menin, M. Parmar, R. Tao, P. Oliveira, M. Mouis, L. Selmi, G. Ardila IEEE Conf. EUROSOI-ULIS (2018)

Détails :
Compétences requises: Il est souhaitable que le candidat ait des connaissances dans un ou plusieurs de ces domaines : physique du semi-conducteur, simulation par éléments finis (FEM), Microscopie à Force Atomique (AFM), techniques de salle blanche et caractérisations associées (SEM, etc.).
Lieu : IMEP-LAHC / Minatec / Grenoble
Début du contrat : janvier/février 2020
Durée du contrat : 1 an éventuellement renouvelable
Encadrant : Gustavo Ardila (ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr)

Laboratoire de recherche:
L’IMEP-LaHC est localisé dans le centre d’innovation de Minatec. Il collabore avec de nombreux laboratoires nationaux et étrangers ainsi qu’avec plusieurs grands industriels, des centres microélectroniques préindustriels et PMEs. Le/La post-doctorant(te) travaillera au sein de l’équipe Composants Micro Nano Electroniques, dans le groupe Nanostructures & Nanosystèmes Intégrés, et aura accès aux plateformes technologiques (salle blanche) et de caractérisation du laboratoire.

Contacts:
Gustavo ARDILA ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr +33.4.56.52.95.32

  • Mots clés : Sciences pour l'ingénieur, Electronique et microélectronique - Optoélectronique, Physique mésoscopique, IMEP-LaHc, LMGP
  • Laboratoire : IMEP-LaHc / LMGP
  • Code CEA : IMEPLaHC-17102019-CMNE
  • Contact : ardilarg@minatec.grenoble-inp.fr
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