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Nos Thèses par thème

Sciences pour l'ingénieur >> Physique du solide, surfaces et interfaces
7 proposition(s).

Passivation de détecteurs IR à base de CdHgTe : amélioration de la compréhension et lien avec le procédé de dépot

Département d'Optronique (LETI)

Laboratoire d'integration technologique pour la photonique

01-10-2018

SL-DRT-18-0517

francois.boulard@cea.fr

Le Département Optique et Photonique du LETI, mènent des travaux de recherche et de développement sur des imageurs infrarouge à base de matrices de photodiodes réalisées sur le semi-conducteur composé CdHgTe. Dans ces détecteurs à base de photodiode, le rôle des surfaces, par rapport à celui du volume du semiconducteur, devient prédominant avec la miniaturisation des composants. L'augmentation de la performance de ces imageurs, tant en terme de signal sur bruit, qu'en terme de pixels défectueux, requiert une excellente connaissance du fonctionnement physique du dispositif (notamment en termes de dopage, durée de vie des porteurs, ingénierie de gap), ainsi qu'une bonne adaptation et un bon contrôle des procédés technologiques de fabrication. Parmi ces procédés, la passivation joue un rôle primordial dans le fonctionnement des photodiodes à base de CdHgTe. Le lien entre les procédés de réalisation de la passivation (préparation de surface, techniques et conditions de dépôt), les caractéristiques mécaniques, physico-chimiques, et électriques de cette couche, avec la performance des photodiodes reste à affiner. La thèse se propose d'évaluer expérimentalement la technique de dépôt par couche atomique (ALD), technique désormais classique dans la microélectronique Si, qui émerge seulement dans les filières CdHgTe. La passivation est un point clé qu'il nous faut étudier de façon approfondie pour faire émerger les prochaines générations de détecteurs IR très haute performance.

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Nanosystèmes piézoélectriques flexibles: conception, assemblage et tests d'une matrice de capteurs intégrés

Département Systèmes

Laboratoire Autonomie et Intégration des Capteurs

M2 nanophysique avec une composante électronique et ingénierie des systèmes ou vice-versa : physique du solide, nanotechnologies, architectures électroniques et programmation, expérimentation et simulations (COMSOL)

01-09-2018

SL-DRT-18-0626

elise.saoutieff@cea.fr

Cette thèse vise à mettre en ?uvre une matrice de nanocapteurs piézoélectriques flexibles permettant la reconstruction en 3D d'un champ de force ou de déformation. Les capteurs, à base de nanofils de GaN obtenus par croissance organisée, sont réalisés et assemblés au CEA. Le candidat développera les aspects expérimentaux qui comprendront la fabrication et l'assemblage des capteurs et réseaux de capteurs (matrice) par la maîtrise des procédés de croissance et de dépôt, les premières couches d'électronique flexible (connectique), l'intégration du système sur objet (mécatronique) et enfin l'extraction et le traitement des signaux par le biais d'une électronique de lecture dédiée, à concevoir en s'appuyant sur les compétences du laboratoire d'accueil. En parallèle, le candidat mènera à bien des études relevant de la recherche fondamentale, comme par exemple la compréhension des phénomènes de transfert mécanique entre le nanofil et son environnement et l'effet sur le signal généré en déformation, ou l'étude du couplage piézoélectrique / pyroélectrique au sein du nanofil. Il pourra en cela s'appuyer sur des outils de modélisation multi-physique mis à sa disposition. Enfin, des investigations centrées sur le choix des matériaux et la caractérisation de leurs propriétés mécaniques, thermiques, optiques et électriques pour le cas d'application envisagé pourront être menées. D'une façon plus générale, cette thèse fournira ainsi l'opportunité de développer des solutions applicables dans divers domaines tels que les capteurs d'impacts et de déformation pour la maintenance prédictive, les surfaces sensibles ou la peau électronique.

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Détachement de films sous contrainte : étude et applications

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Intégration et Transfert de Film

Master 2

01-09-2018

SL-DRT-18-0770

lucie.levan-jodin@cea.fr

La thèse se déroule au sein du LETI/DCOS/SCPE/LIFT, un laboratoire spécialisé dans le détachement de couches et le collage pour des applications de la microélectronique. Une nouvelle voie pour le détachement des films est à l'étude au laboratoire : le détachement sous contrainte (spalling). C'est une technologie bas coût qui permet le détachement de films minces monocristallins ou de composants électroniques. Ce phénomène est simplement basé sur l'application d'une couche contrainte en surface du substrat à partir duquel le film sera détaché. Les récents progrès effectués ont montré le potentiel de cette méthode notamment pour des applications photovoltaïques mais aussi photonique, piezzo? La thèse est structurée autour de deux axes. Le premier axe consiste à étudier et modéliser la rupture à partir de substrats disponibles commercialement (Si, Ge, GaN?) en combinant résultats expérimentaux et simulation par éléments finis. Le deuxième axe porte sur l'intégration de ce procédé de détachement dans la fabrication et le report de composants fonctionnels en collaborant avec d'autres laboratoires du CEA et d'autres doctorants.

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Développement de procédés d'enrichissement spectral de structures pour la fabrication de masters bas coût pour le procédé de nanoimpression compatibles grande échelle

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Master 2 (diplome école ingénieur apprécié mais non obligatoire) physique ou matériaux ou nanoscience

01-10-2018

SL-DRT-18-0772

hubert.teyssedre@cea.fr

La Nano Impression, basée sur l'utilisation d'un tampon ou moule, permet de transférer sur une surface ou dans l'épaisseur d'un matériau organique un motif 2D ou avantageusement 3D (discret ou analogique). Une des étapes essentielles de cette technologie est la conception et la fabrication du master destiné à coder les informations à imprimer. Lorsque les surfaces à imprimer deviennent équivalentes à la taille d'un substrat de silicium standards en microélectronique (300 mm de diamètre) et que les dimensions des motifs sont très largement inférieures à 100 nm la fabrication de tels masters reste à ce jour un réel défis. Dans le cadre de cette thèse nous proposons de mettre en ?uvre une solution innovante de fabrication de ce type de masters. Une première mise en ?uvre de la solution proposée par le laboratoire (ne nécessitant pas d'outils de lithographie onéreux) a démontré la faisabilité de cette approche. L'objectif de la thèse sera d'optimiser cette nouvelle technique tout en s'attachant à identifier les limites de cette approche.

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Déformation élastique extrême de matériaux semiconducteurs pour applications optoélectroniques

Département Composants Silicium (LETI)

AUTRES

master recherche ou Ecole d'ingénieurs Matériaux technologie

01-10-2018

SL-DRT-18-0998

jumana.boussey@cea.fr

L'objectif de la thèse consiste à déformer un film de semiconducteur cristallin de manière homogène sur une surface macroscopique à des niveaux inégalés. Les semi-conducteurs subissent alors une modification profonde de leurs propriétés optiques et électriques : par exemple, la mobilité des porteurs peut être significativement améliorée dans le silicium en tension et la structure de bandes d'énergie du germanium subit différentes modifications sous contraintes. Une forte contrainte en tension modifie ce matériau semiconducteur en un nouveau matériau d'un point de vue quantitatif (gap) et qualitatif (transition de bande interdite indirecte à directe) de sa structure électronique. La finalité de de ce projet consiste à obtenir, dans un premier temps, le contrôle quantitatif de la déformation élastique imposée dans un film cristallin de germanium et dans un second temps, à produire un matériau destiné à de nouvelles applications industrielles.

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Compréhension des limitations à l'interface TCO/a-Si:H dans les cellules solaires à hétérojonction: amélioratin de la face avant et de la face arrière pour des dispositifs bifaciaux

Département des Technologies Solaires (LITEN)

Laboratoire HETerojonction

Master in material science and engineering

01-10-2018

SL-DRT-18-1049

perrine.carroy@cea.fr

Au cours de ce travail, l'interface entre la couche d'oxyde transparent conducteur (TCO) et la couche de silicium amorphe hydrogéné (a-Si:H) de cellules solaires à hétérojonction de silicium (SHJ) sera étudiée en profondeur à la fois pour la face avant et la face arrière de dispositifs bifaciaux. Les principaux objectifs seront: 1- Caractériser l'interface en question à l'aide d'outils de caractérisation électrique et morphologique pour différentes couches amorphes et différentes matériaux TCO ou des TCOs déposés par différentes techniques (PVD, ALD, SALD, autres). De la simulation électrique pourra aussi être réalisée. 2- Optimiser l'interface selon les résultats de la caractérisation et de la simulation en ajustant les propriétés interfaciales des couches de silicium amorphe et de TCO et intégrer les couches optimiser dans des cellules SHJ qui seront caractérisées optiquement et électriquement. 3- Définir la meilleure configuration de l'empilement TCO/a-Si:H pour la réalisation de cellules solaires bifaciales dans l'optique d'augmenter leur coefficient de bifacialité.

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Caracterisation acoustique de l'énergie de collage direct

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Master recherche ou ingénieur

01-11-2018

SL-DRT-18-1069

frank.fournel@cea.fr

Le collage direct est de plus en plus utilisé dans l'industrie de la microélectronique par exemple dans le domaine de l'imagerie. Une des caractéristique du collage direct est son adhérence ou autrement appelé son « énergie de collage ». Jusqu'à présent sa caractérisation est destructive et basée principalement sur la technique du double levier à déplacement imposé (DCB en termes anglosaxons). Suite à la thèse d'Ali Dekious, une nouvelle voie de caractérisation de l'énergie de collage a été ouverte avec l'utilisation de la microscopie acoustique. Cette caractérisation non destructive peut en outre permettre d'obtenir une cartographie de l'énergie de collage avec une précision millimétrique. Ceci serait très intéressant afin de pouvoir caractériser pour la première fois l'énergie de collage en extrême bords des substrats. Mais cette technique est toute nouvelle et de nombreuse développement sont encore nécessaire avant d'obtenir une nouvelle caractérisation fiable de l'énergie des collages directs. Le but de cette thèse est d'utiliser la microscopie acoustique pour caractériser l'énergie de collage en utilisant un microscope acoustique commercial. En partant des précèdent résultats, la chaine de détection devra être optimisée et simplifié. L'un des premiers résultats attend est une cartographie complète de l'énergie de collage de système simple. Ensuite l'application de la technique a des collages de plus en plus complexe permettra d'en gauger ses limites. En parallèle de ce travail la modélisation des signaux acoustique permettra de mieux comprendre les signaux reçu et d'optimiser leur utilisation.

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