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Intégration de matrices de boîtes quantiques sur silicium

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire d'Intégration des Composants pour la Logique

Master 2 (ou diplôme d'ingénieur) en microélectronique ou nanophysique

01-09-2021

SL-DRT-21-0883

benoit.bertrand@cea.fr

Matériaux et procédés émergents pour les nanotechnologies et la microélectronique (.pdf)

Dans le domaine des qubits de spin sur silicium, l'ensemble des dispositifs consistent jusqu'à présent en des arrangements linéaires de boites quantiques. Cependant, pour implémenter un protocole de correction d'erreur efficace, il est nécessaire de maximiser l'inter-connectivité entre qubits. Au niveau de l'architecture, cela se traduit par le besoin de réaliser des réseaux bidimensionnels de boites quantiques. Grenoble est actuellement reconnu comme le leader mondial sur cet aspect avec les premières démonstrations de matrices élémentaires réalisées sur GaAs à l'Institut Néel. La thèse portera sur l'extension de ces développements sur silicium et à explorer les possibilités de mise à l'échelle de telles structures. Le (la) candidat(e) travaillera à l'élaboration des routes technologiques, au design des structures et au test électrique à température ambiante et à basse température des dispositifs.

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Métrologie répartie haute cadence par spectrométrie dispersive et réseaux de Bragg pour les applications de surveillance structurelle (SHM)

Département Métrologie Instrumentation et Information (LIST)

Laboratoire Capteurs Fibres Optiques

01-10-2021

SL-DRT-21-0887

sylvain.magne@cea.fr

Usine du futur dont robotique et contrôle non destructif (.pdf)

La métrologie par réseaux de Bragg pour la surveillance de santé des structures (SHM) est actuellement fortement limitée en capacité et en cadence d'acquisition. La spectrométrie Bragg dispersive (DBS) est une technique innovante susceptible de lever ces limitations tout en restant compétitive au plan économique. Le principe consiste à utiliser des lasers impulsionnels et réaliser une correspondance entre un décalage en longueur d'onde de Bragg et un retard temporel en mettant en ?uvre un milieu fortement dispersif. Jusqu'à présent utilisée essentiellement en physique des chocs avec des oscilloscopes à large bande passante, elle a un fort potentiel pour les applications SHM. Comme exemple d'application d'intérêt pour l'industrie aéronautique (collaboration avec Safran), une mesure répartie de l'état de déformation le long de joints collés ou soudés à l'intérieur d'une structure sera menée par DBS le long d'un réseau de Bragg à période variable (Chirped FBG). Le principe de mesure consiste à enregistrer l'interférogramme dans le domaine temporel résultant de l'interférence entre la lumière réfléchie par un CFBG de mesure et celle réfléchie par un autre CFBG de référence. Un algorithme de type transformée de Fourier inverse permet alors de remonter à la répartition des déformations le long du CFBG. Le doctorant définira les spécifications des CFBG (collaboration avec l'université de Lille) et participera à leur caractérisation. Puis, il réalisera une expérience mettant en ?uvre un laser impulsionnel, une paire de CFBG, un détecteur haute fréquence et un oscilloscope large bande. Des expériences préliminaires seront réalisées en laboratoire avec un profil de déformation contrôlée et un algorithme de calcul inverse sera mis au point et évalué. Parallèlement, un circuit spécialisé dans la mesure de temps sera approvisionné par le laboratoire dans le but à terme de remplacer les oscilloscopes. Ce circuit sera évalué avec des céramiques PZT, voire la technique laser ultrasonique (collaboration avec CNRS-PIMM). Finalement, la méthode DBS sera testée en situation représentative (Safran) sur des structures composites réelles.

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Matériaux innovants pour les microLEDs, une technologie d'écran émergente combinant faible consommation énergétique et très haute luminance

Département des Plateformes Technologiques (LETI)

Laboratoire

Diplôme d'ingénieur ou Master2 Science des matériaux, physique, chimie, physique du semi-conducteur, micro-nanotechnologie

01-09-2021

SL-DRT-21-0889

philippe.rodriguez@cea.fr

Photonique, imageurs et écrans (.pdf)

CONTEXTE Dans le domaine des écrans, la technologie microLED a un très fort potentiel. En effet, elle permet d'atteindre des niveaux de luminance très élevés tout en ayant conservant une efficacité énergétique importante. Grâce à ces propriétés, la technologie microLED pourrait permettre de réduire la consommation énergétique des écrans, et être au c?ur de nouveaux dispositifs à réalité augmentée qui révolutionneraient la manière dont on interagit avec le monde numérique. Le CEA-LETI est un leader mondial dans le domaine des microLEDs, et s'est associé à un des acteurs majeurs du numérique afin de transformer ces promesses en un nouveau produit très innovant. OBJECTIF DE LA THÈSE Des matériaux innovants seront sélectionnés afin d'améliorer certaines propriétés clé des microLEDs. Ces matériaux seront élaborés et leurs propriétés physiques, chimiques et optoélectroniques seront caractérisées. Une analyse scientifique permettra de corréler les propriétés à l'échelle micro- et nanoscopique avec le comportement des matériaux, et l'effet des conditions d'élaboration sur ces propriétés sera étudié. Des écrans fonctionnels à base de microLEDs utilisant ces matériaux seront enfin réalisés et testés. Les propriétés électrooptiques des microLEDs seront mesurées, et corrélées aux matériaux utilisés. CANDIDAT(E) Le(la) candidat(e) idéal(e) aura à sa disposition de solides connaissances en science des matériaux, en physique du semiconducteur, ainsi qu'une compréhension des procédés microélectroniques et des méthodes de caractérisation des matériaux. Durant cette thèse, le(la) candidat(e) pourra profiter d'un environnement scientifique et technologique à l'état de l'art, et pourra acquérir un savoir-faire de pointe dans le domaine prometteur de la technologie microLED. Le(la) candidat(e) aura accès des conditions de rémunération attirantes ainsi qu'aux nombreux avantages offerts par le CEA.

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Préparation, caractérisation et modélisation de fibres carbonées par électrofilage comme GDL pour pile à combustible PEM

Département de l'Electricité et de l'Hydrogène pour les Transports (LITEN)

Laboratoire Composants Pemfc

Bac +4/5 (Matériaux, Electrochimie, Simulation numérique)

01-09-2021

SL-DRT-21-0892

frederic.fouda-onana@cea.fr

Solutions avancées pour l?hydrogène et les piles à combustible pour la transition énergétique (.pdf)

La fabrication de couche carbonée poreuse par électrofilage permet de faire varier plusieurs propriétés(épaisseur de la couche, diamètre des fibres). L'impact des propriétés microstructurales de ces couches affectera les écoulements (gaz et d'eau liquide). La gestion de ces flux diphasiques est l'un des points essentiels pour améliorer les performances électrochimiques des piles à combustible. Il a été montré qu'au moins 50 % des pertes de transport de gaz dans une pile à combustible sont attribuées à la couche de diffusion (GDL en anglais), et elles se manifestent majoritairement à forte densité de courant (de 3 à 4 A/cm²)quand l'apport des gaz aux sites actifs devient le phénomène limitant. L'amélioration des phénomènes de transport dans ces couches apporterait un gain très important sur les performances des piles à combustible et c'est la raison pour laquelle une meilleure compréhension du lien entre les propriétés locales des GDL et leurs performances en pile est de première importance. Le sujet de thèse repose sur deux piliers : 1- Réalisation et caractérisation du support carboné fibreux par électrofilage ayant des propriétés macroscopiques différentes (MEB, Conductivité électrique, Diffusion thermique et gaz). 2- Utilisation des modèles existants sous (Matlab/Simulink) ou "Réseau de pores" (PNM) pour relier les propriétés locales (structure, mouillabilité) aux propriétés effectives de transport (électrique, fluidique mono et diphasique). Puis dans un second temps, intégrer ces propriétés effectives de la GDL dans des modèles de performances de piles à combustible.

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Jumeau numérique du réseau électrique intelligent par la simulation temps réel couplée avec l'expérimentation (hardware-in-the-loop) : méthodologie et applications

Département des Technologies Solaires (LITEN)

Laboratoire Systèmes Electriques Intelligents

Génie électrique, Automatique, Informatique appliqué

01-10-2021

SL-DRT-21-0894

tran-the.hoang@cea.fr

Réseaux énergétiques intelligents (.pdf)

Ce projet de thèse concerne à relever les défis avec les techniques innovantes comme la simulation temps réel, la co-simulation et le hardware-in-the-loop. L'objectif principal est de proposer une méthodologie pour l'implémentation du jumeau numérique (JN) pour les applications dans un système d'énergie cyber-physique (SECP). Le sujet de thèse se compose trois verrous scientifiques principaux que nous proposons des pistes de recherche et de développement correspondant : 1/ Développement des modèles de simulation pour un SECP multi-échelles/multi-physiques notamment par l'utilisation de nouvelles technologies numériques comme l'intelligent artificiel (IA) et la modélisation par les données. 2/ Couplage entre le JN et l'environnement expérimentation physique par la simulation temps réel le HIL (hardware-in-the-loop/ PHIL (power-hardware-in-the-loop) et le couplage avec système SCADA. 3/ Développement des applications innovantes avec JN pour le SECP.

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Modélisation de la rétrodiffusion multistatique pour applications radar et imagerie aux ondes millimétriques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif

M2 télécommunications, radar, micro-ondes, traitement du signal

01-09-2021

SL-DRT-21-0895

raffaele.derrico@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre des activités R&D du CEA-LETI dans le domaine des technologies de transmission sans fil et radar exploitant les ondes millimétriques. Ces technologies déjà utilisées dans les applications de radars pour l'automobile et envisagées dans un futur déploiement de la 5G, permettent d'avoir une bande très large. A long terme la convergence entre communication et radar (RADCOM) permettra d'envisager des nouvelles application d'imagerie précise, reconstruction et « sensing » de l'environnement. L'utilisation de technologies multi-antennes aux ondes millimétrique, compactés dans un volume reduit, permettra d'attendre des nouvelles capacités en terme de précision temporel et résolution angulaire. Néanmoins le développement de ces nouvelles approches demande une connaissance fine de la rétrodiffusion des cibles vue par les différentes antennes. En particulier dans les applications courte portée, le concept de Surface Equivalente Radar n'est plus applicable et peut nécessiter une modélisation en champ proche. L'objectif de cette thèse est de développer un modèle de rétrodiffusion aux ondes millimétriques des objets pour des applications de radar de proximité et imagerie multi-capteurs. L'étude débutera par un état de l'art concernant systèmes radar multi-antenne er la mise en ?uvre d'un modèle (simplifié) de propagation. Ensuite, le thésard/e mettra au point un banc de test dédié à la caractérisation. Il proposera des modèles de réflectivité composite pour différents objets et pour le corps humain. Cette modélisation pourra s'appuyer sur une représentation en nuage de points qui alimenterons des algorithmes d'intelligence artificielle. Le/la thésard(e) intégrera le Laboratoire Antenne, Propagation et Couplage Inductif (LAPCI) du CEA-LETI, Grenoble (France) et bénéficiera des outils à la pointe de l'état de l'art pour la caractérisation et modélisation du canal de propagation (sondeurs de canal, émulateur de canal, OTA en chambre anechoide, simulateurs électromagnétiques,?) . Candidature : La thèse s'adresse aux étudiants d'excellent niveau avec un diplôme de master, 3ème année d'école d'ingénieur ou équivalent. Le/la candidat(e) devra posséder une spécialisation dans le domaine des télécommunications, radar, micro-ondes ou traitement du signal. Rigueur scientifique, gout pour l'innovation et motivation pour une carrière scientifique sont demandés. La candidature devra obligatoirement comporter un CV, une lettre de motivation et les notes obtenues pendant les deux dernières années d'étude.

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