Direction scientifique
Transfert de connaissances vers l'industrie

Nos Thèses par thème

Optimisation conjointe d'un capteur image bioinspiré et des traitements associés pour l'analyse de scènes

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Adéquation Algorithmes Architecture

Ingénieur grandes écoles, master recherche

01-10-2017

SL-DRT-17-0002

laurent.soulier@cea.fr

Les capacités de reconnaissance des systèmes de vision artificielle (caméra(s) et processeur(s)) restent très en deçà de celles atteintes par des systèmes biologiques (?il ? cortex). Par ailleurs, les systèmes biologiques sont capables de traiter l'information en quelques millisecondes, ce qui reste hors de portée des systèmes électroniques bien que les capteurs d'images les mieux résolus soient loin d'atteindre la résolution des yeux humains (Quelques dizaines de millions de pixels contre plus d'une centaine de millions). L'ambition de cette thèse est de relever le défi posé par le vivant en explorant des architectures de capteurs intégrés bioinspirés. L'approche que nous retenons est basée trois hypothèses : d'une part la résolution des capteurs d'images biologiques n'est pas uniforme, la zone la mieux résolue (la fovéa) est dédiée à l'acquisition des zones d'intérêt de la scène ; d'autre part les prétraitements dès le capteur permettent de compresser l'information ; enfin, le traitement de l'information est dépendant du contexte de la scène et de connaissances préalables. Ce sujet, exploratoire, vise à imaginer, dans le cadre de ces hypothèses, des solutions en rupture par rapport à l'état de l'art, pour doter des systèmes artificiels autonomes (drones de toutes natures (UAV, UGV,?), machines-outils, caméra intelligente) de capacité de perception de leur environnement de haut-niveau, tout en ne bénéficiant que de ressources limitées, propres aux systèmes embarqués. Le doctorant devra posséder de solides bases en traitement d'images et en architectures numériques.

Nouvelle Génération de Mémoire à Changement de Phase Non Volatile pour des Applications à Très Basse Consommation

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Composants Mémoires

M2

01-10-2017

SL-DRT-17-0009

gabriele.navarro@cea.fr

L'objectif de la thèse est de contribuer au développement de la prochaine génération de Mémoire à Changement de Phase (PCM) Non Volatile qui adresse les applications à très basse consommation. L'effet Joule étant à la base du fonctionnement de cette technologie, l'optimisation thermique de la cellule devient le point clé de ce travail. Dans ce cadre-là, le candidat contribuera aux tâches suivantes : simulations multi-physiques pour comprendre l'impact des interfaces et des barrières thermiques sur le courant de programmation de la cellule ; caractérisation physico-chimique des différents matériaux envisagés comme barrières thermiques ; analyse de nouveaux matériaux PCM par DRX, FTIR, TEM, radiométrie photothermique etc. ; caractérisation électrique de dispositifs de mémoire intégrant des barrières thermiques optimisées et des nouveaux matériaux ; développement et fabrication d'un dispositif PCM « ultime » qui puisse être le précurseur de la nouvelle génération des dispositifs PCM. De plus, l'étudiant sera impliqué dans la collaboration avec différents laboratoires extérieurs experts au niveau international dans le domaine du transport de la chaleur.

Caractérisation électrique avancée de couches Trap-Rich et application aux performances substrats RF-eSi

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire de Caractérisation et Test Electrique

Ingénieur ou Master en physique des composants électroniques

01-01-2017

SL-DRT-17-0033

philippe.ferrandis@cea.fr

L'objectif de la thèse est de caractériser électriquement des couches Trap-Rich intégrées au sein de wafers SOI-RF et d'établir un lien entre les propriétés matériaux (morphologie, propriétés électriques, propriétés des pièges) et les performances RF des technologies visées. Dans un premier temps, on cherchera à déterminer les propriétés des pièges des couches Trap-Rich, ainsi que la façon dont ces pièges affectent le transport des porteurs (mobilité, résistivité, champ électrique dans la structure multicouche). Le lien entre les propriétés volumiques des couches Trap-Rich testées et leurs propriétés une fois intégrées dans un environnement wafer (effets de champ) sera particulièrement étudié (modélisation simplifiés du transport en fonction de la nature/répartition/efficacité des pièges). Des techniques de caractérisation spécifiques seront développées telles que la Thermally Stimulated Current (TSC) ou la Current-Deep Level Transient Spectroscopy (I-DLTS). On recherchera les liens entre les caractéristiques des pièges extraites et les caractérisations physico-chimiques des couches, provenant de bases de données, pour un ensemble de variantes technologiques. En parallèle, différentes façons de réaliser les échantillons seront étudiées pour les adapter aux mesures envisagées, pouvant permettre selon les besoins des mesures approfondies et/ou des mesures de suivi et qualification rapide de procédés. Les résultats obtenus seront corrélés aux performances RF des substrats SOI. A cette fin, Soitec fournira les résultats de mesures RF (structures classiques de lignes coplanaires). Selon les besoins, des mesures complémentaires seront mises en place pour permettre d'améliorer le modèle physique développé par Soitec.

Elaboration et transfert de films ultra-contraints

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Ingenieur Master 2 en matériau

01-10-2017

SL-DRT-17-0198

pierre.montmeat@cea.fr

La mise sous ultra contrainte des matériaux semi-conducteurs permet d'envisager de nombreuses applications innovantes. Pour le germanium, on prédit par exemple qu'il est possible d'obtenir un gap direct sous une contrainte extrême, ce qui pourrait être très intéressant dans le domaine de l'optronique. L'objectif de la thèse consiste à obtenir un film ultra contraint sur l'ensemble d'un substrat 200 ou 300mm. Dans un premier, on cherchera à transférer un film semi-conducteur (10 nm) sur un substrat souple de façon à pouvoir imposer une déformation significative au semi-conducteur. Une fois la contrainte imposée, le second aspect va consister à transférer une seconde fois le film fin du substrat souple sur un substrat rigide de façon à maintenir la contrainte et à rendre possible la réalisation des procédés technologiques ultérieurs. Outre les deux techniques de transfert de film minces à mettre au point, il sera également nécessaire de mettre en place des techniques de caractérisation de pointes afin d'étudier les caractéristiques du film minces obtenues aux différentes étapes. Les contraintes et les déplacements peuvent être mesurés par exemple par diffraction X mais la très faible épaisseur du film transféré nécessitera un flux de photons très important comme peut en fournir l'ESRF. Leur caractérisation sur substrat souple nécessitera cependant l'élaboration de protocoles particuliers. Les caractéristiques électroniques, elles, peuvent être étudiées par spectroscopie Auger. Quant à la qualité cristalline, la microscopie électronique à transmission semble adéquate. Il sera donc nécessaire d'établir des collaborations très fortes avec des laboratoires de caractérisation de pointe. Des compétences en physico-chimie des matériaux sont indispensables.

Protection de circuits intégrés contre des attaques de vieillissement

Département Architectures Conception et Logiciels Embarqués (LIST-LETI)

Laboratoire Calcul Embarqué

Master recherche / diplôme ingenieur

01-10-2017

SL-DRT-17-0266

chiara.sandionigi@cea.fr

La thèse s'inscrit dans le domaine de la sécurité des systèmes embarqués. Récemment sont apparues des nouvelles attaques aux circuits intégrés exploitant les mécanismes de vieillissement (notamment le mécanisme de NBTI). Le sujet de recherche proposé a pour objectif de mettre en ?uvre des moyens de protection logiciels ou matériels contre des attaques par vieillissement des circuits intégrés. Dans une première étape, le doctorant devra effectuer une analyse exhaustive des techniques possibles d'attaque par vieillissement, ainsi que des vulnérabilités à ces attaques présentes au sein des circuits intégrés. Dans une deuxième étape, il/elle devra analyser l'efficacité des techniques de contre-mesure existantes et réaliser une comparaison quantitative et qualitative de ces techniques. Dans une troisième étape, il/elle devra proposer des nouveaux moyens de protection spécifiques pour les attaques étudiées. Enfin, il/elle devra implémenter les meilleurs moyens de protection identifiés sur une architecture multicoeur. Le candidat recherché devra avoir une expérience dans la conception des systèmes embarqués et des connaissances en matière de fiabilité/sécurité des circuits.

Méthodes innovantes de croissance de couches minces de MOF par CVD

Département Technologies Silicium (LETI)

Laboratoire

Master 2 / Ingénieur

01-09-2017

SL-DRT-17-0271

vincent.jousseaume@cea.fr

Les « Metal-Organic Frameworks » (MOFs) sont des assemblages tridimensionnels périodiques hybrides organiques/inorganiques formés de centres métalliques reliés entre eux par des ligands organiques. Certains de ces matériaux peuvent présenter une microporosité nano-dimensionnée couplée à une très grande stabilité thermique et chimique. Le domaine d'applications de ces matériaux est très vaste (capteurs, catalyseurs, diélectriques, électrolytes solides pour batteries, optoélectronique et optique non linéaire, ?). A titre d'exemple, les surfaces spécifiques records (tous matériaux confondus) déployées par certains MOFs (supérieures à 7000 m²/g) en font des candidats de choix pour une utilisation dans la séparation ou la détection de gaz. Ces matériaux sont généralement synthétisés en solution. La croissance de couches minces performantes est alors difficile voire impossible. Très récemment, des premières croissances CVD (Chemical Vapor Deposition) de couches minces de MOF ont été reportées dans la littérature ce qui ouvre enfin la voie à leur mise en ?uvre pour des applications en micro-nanotechnologie. Le travail proposé ici vise à développer une technique de croissance de MOFs par CVD et/ou MLD (Molecular Layer Deposition) pour une utilisation comme couche sensible pour la détection de gaz. Dans un premier temps, l'étude de la croissance de MOFs en phase gaz (par des voies de chimie organométallique de surface) sera réalisée. On étudiera en particulier l'impact de pré-traitements (fonctionnalisation de surface de départ) et de post-traitements physico-chimiques sur la croissance et sur la porosité des MOFs. Ce volet du travail comprendra la caractérisation fine des matériaux obtenus : caractérisations structurales (diffraction de RX, microscopie électronique), composition chimique (par XPS, FTIR, ToF-SIMS) et de la porosité (par ellipso-porosimétrie et GISAXS). Une fois la technique de croissance de MOF mise au point sur un système de référence, on s'intéressera au développement de couches minces microporeuses sensibles afin de permettre la détection de petites molécules (du type CH4, NOX, ?). Les matériaux les plus prometteurs seront caractérisés sous gaz tout d'abord sur des capteurs simples (de type microbalance à Quartz) puis sur des systèmes intégrés (des pré-concentrateurs).

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