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Procédés lithographiques de structuration 3D haute résolution (submicronique)

Département des Plateformes Technologiques (LETI)

Laboratoire

Master 2 / école d'ingénieur, matériaux ou nanotechnologie

01-09-2021

SL-DRT-21-0409

jerome.reche@cea.fr

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

Le CEA-LETI (Laboratoire d'Electronique et des Technologie de l'Information) est depuis 1960 moteur de l'innovation française et les nouvelles technologies. Ses diverses entités sont des liens entre la recherche fondamentale et l'industrie. L'une d'entre-elles, le DPFT (Département Plateforme Technologique) concentre les moyens de réalisations, de mesures et l'environnement associé permettant la mise au point et la maturation de nouveaux procédés pour la fabrication de l'électronique de demain. L'utilisation de structures 3D, a contrario de structures dans le plan, est l'une des clefs des futures avancées. Les structures 3D répliquées, telles que les lentilles, notamment pour les applications dans le domaine de la photonique, ont actuellement une échelle micrométrique tandis que les nouveaux besoins visent des dimensions sub-micrométriques. La technologie de réplication par nano-impression haute résolution permettrait de répondre à ce challenge dimensionnel avec un rendement amélioré (temps et coûts réduits). En effet, la technique de nano-impression de répliquer des structure 3D permet en une seule étape technologique et ce dans un matériau dit fonctionnel, c'est-à-dire celui utile à l'application et non un intermédiaire nécessitant d'autres procédés. La thèse a pour but ultime la réalisation de structures 3D à une échelle sub-micrométrique (100 nm à 1µm), ainsi que leur réplication. Ceci impliquant tout d'abord la création de telles structures à l'aide de technologies connues (mais lentes) telles que la lithographie par faisceau d'électrons, associée aux techniques de transfert dans des matériaux durs. La caractérisation de ces structures à chaque étape, afin de connaitre leur forme exacte, constituera un point clé. Dans un second temps, le candidat pourra répliquer ces motifs avec les équipements de nano-impression du laboratoire ainsi que les divers matériaux et procédés déjà développés. Les structures répliquées seront-elles aussi finement caractérisées. Selon les modifications morphologiques, la défectivité ou encore l'uniformité observées, le candidat devra mettre en ?uvre une analyse fine afin de comprendre les mécanismes mis en jeu, potentiellement associée à un plan d'expérience. L'utilisation de modélisation pour adapter et optimiser le procédé selon les structures de départ pour obtenir la réplication attendue constituera un autre axe de travail. Le contrat de thèse se déroulera sur 3 ans avec une rémunération brut mensuel de 2043,54? lors de la 1er et 2nd années puis de 2104,62? pour la 3ème année. A terme, les compétences développées par le doctorant devraient lui permettre de travailler dans de nombreux secteurs de hautes technologiques tels que la nano et microélectronique, la chimie des matériaux ou plus généralement le traitement de données.

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Nouvelle couche physique millimétrique pour la 5G-NR IoT

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Communication des Objets Intelligents

Bac+5 / Master 2 Télécoms

01-10-2021

SL-DRT-21-0410

valerian.mannoni@cea.fr

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

Une nouvelle interface radio 5G doit être conçue, afin d'assurer une bonne fiabilité et un service de latence acceptable pour les cas d'utilisation de l'IoT qui ne sont pas encore traités par les technologies cellulaires actuelles. Cette nouvelle interface aérienne 5G fait l'objet d'une étude dans la version 17 du 3GPP et a été appelée NR_REDCAP (Reduced Capability NR devices). La capacité de faire fonctionner la NR-Light sur les bandes millimétriques est considérée comme nécessaire pour les applications industrielles 4.0 et pour les réseaux privés en raison de sa portée limitée et de sa forte réutilisation spatiale. L'objectif de la thèse de doctorat est donc de proposer et d'étudier une nouvelle couche physique opérant sur les bandes millimétriques pour la 5G-NR IoT répondant aux défis ci-dessus. Les résultats attendus sont les suivants : - Une meilleure compréhension des défis et des facteurs clés de la 5G-NR dans la bande millimétrique - Proposition d'une nouvelle couche physique pour le 5G-NR IoT avec le schéma MIMO associé - Proposition et étude du schéma d'accès multiple basé sur le MIMO - L'identification et l'évaluation des principaux outils/concepts de la 5G NR-Light dans la bande d'ondes millimétriques pour répondre à ces exigences et atteindre l'objectif de réduction de la complexité et des coûts des composants NR-Light tout en atténuant la dégradation des performances de cette réduction de la complexité, par exemple la dégradation de la couverture.

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Intégration d'interconnexions supraconductrices thermiquement isolantes pour applications quantiques et spatiales

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Packaging et 3D

Mater 2 en physique des matériaux, physiques des semi-conducteurs, microélectronique.

01-09-2021

SL-DRT-21-0411

jean.charbonnier@cea.fr

Nouveaux paradigmes de calculs, circuits et technologies, dont le quantique (.pdf)

Le projet Quantum Silicon Grenoble, incluant le CEA-LETI, CEA-IRIG et l'Institut Néel, vise à réaliser un ordinateur quantique à base de bits quantiques (qubits) en silicium. Les conditions de fonctionnement des qubits (températures cryogéniques = 1K, hautes fréquences de l'ordre du GHz, forte densité de signaux) nécessitent le développement de briques technologiques adaptées, en particulier, pour le routage des signaux d'entrée et de sortie des qubits vers une électronique de contrôle. Les métaux supraconducteurs sont des candidats idéaux pour remplir cette fonction de par l'annulation de leur résistance à basse température et leur faible conductivité thermique qui permet de protéger les qubits de l'échauffement généré par l'électronique de contrôle embarquée sur le même module. Le contexte est le même pour les applications de spectroscopes infra rouge embarqués sur les satellites. La thèse se contrera d'abord sur l'étude de matériaux supraconducteurs (Nb, NbN, TiN, TiNAl) en caractérisant leurs propriétés structurales, électriques et supraconductrice à basse température pour leur intégration dans une piste de routage et en plots multicouches. Elle se poursuivra, en étroite collaboration avec le CEA Irfu à Saclay, par la mise en place d'un protocole de mesure de conductivité thermique à basse température ainsi que par la conception et l'élaboration d'échantillons adaptés. L'objectif final sera de mettre à profit les connaissances acquises pour concevoir le système d'interconnexions supraconductrices du prototype de module quantique au sein de l'équipe.

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Chambre fluidique portable de mesure transcutanée dynamique pour l'oxymétrie et la capnométrie

Département Microtechnologies pour la Biologie et la Santé (LETI)

Laboratoire Systèmes Pour la Personne

simulation/instrumentation physique

SL-DRT-21-0415

rodrigue.rousier@cea.fr

Technologies pour la santé et l?environnement, dispositifs médicaux (.pdf)

Le développement des dispositifs médicaux portés sur la personne est un enjeu fondamental et incontournable afin de promouvoir la médecine ambulatoire. La médecine dite « conventionnelle » par opposition à ambulatoire utilise couramment l'analyse des gaz du sang pour évaluer l'efficacité des échanges pulmonaires et diagnostiquer des maladies respiratoires. Elle détecte notamment une modification anormale des concentrations d'oxygène et de dioxyde de carbone du sang artériel allant vers les tissus. Comme cette analyse nécessite une prise de sang c'est donc une méthode invasive et qui n'autorise pas un suivi des concentrations en temps réel. Une alternative à la prise de sang est une analyse des gaz transcutanés, c'est-à-dire la mesure des concentrations des gaz qui diffusent à travers la peau. Cette méthode est non-invasive et garantit un suivi en continu des gaz dans le sang. L'objectif de cette thèse est de développer et d'étudier une chambre fluidique portable instrumentée. Cette chambre mesurera en temps réel les concentrations en oxygène et en dioxyde de carbone qui diffusent à travers la peau. Les travaux consisteront à modéliser les échanges gazeux entre la peau et la chambre fluidique, puis à concevoir et instrumenter la chambre et pour finir à la tester sur un banc gaz. Ce sujet requière une personne très motivée avec des compétences en modélisation, en conception de dispositifs médicaux et en instrumentation.

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Représentation hybride de thèmes polarisants dans les news politiques

Département Intelligence Ambiante et Systèmes Interactifs (LIST)

Laboratoire Analyse Sémantique Textes et Images

Ingénieur, Master 2

01-02-2021

SL-DRT-21-0419

julien.tourille@cea.fr

Data intelligence dont Intelligence Artificielle (.pdf)

Les algorithmes de recommandation actuels ont tendance à donner naissance à des bulles de filtre qui réduisent la diversité des informations proposées aux utilisateurs et mènent à une polarisation des opinions. Ce fonctionnement est problématique surtout dans des domaines comme la politique, où une information diversifiée et équilibrée des citoyens est nécessaire pour un débat sain. L'objectif de cette thèse est de proposer des représentations hybrides innovantes des textes qui traitent des thèmes potentiellement polarisants. Les principaux challenges de la thèse sont liés à: (1) la détection automatique de thèmes polarisants, (2) la proposition de représentations des textes qui combinent des critères de description objectifs et subjectifs, (3) la mise à jour des représentations afin de prendre en compte le caractère hautement dynamique des textes qui abordent les thèmes politiques et (4) la proposition de jeux de données et de protocoles d'évaluation des résultats pour les méthodes mises en oeuvre. Les résultats des travaux de thèse constitueront le principal point d'entrée pour des algorithmes de recommandation diversifiée qui visent à ouvrir les bulles de filtre.

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Capteurs à ondes élastiques pour la détection biologique de terrain

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Composants Radiofréquences

Engineering or Master degree in micro/nanosystems

01-09-2021

SL-DRT-21-0437

alexandre.reinhardt@cea.fr

Technologies pour la santé et l?environnement, dispositifs médicaux (.pdf)

L'analyse sanitaire des eaux fluviales ou de consommation devient de plus en plus un enjeu de santé publique. Dans ce contexte, le CEA-LETI développe des solutions de capteurs permettant la détection de bactéries dans des échantillons liquides. Parmi les technologies envisagées, les résonateurs électromécaniques à ondes acoustiques paraissent particulièrement prometteurs. Le but de cette thèse consiste à évaluer l'utilisation de ces composants, développés initialement pour des applications de traitement de signaux radiofréquences, pour des applications de détection biologique en milieu liquide. Plus précisément, le sujet de thèse porte sur l'analyse des structures biologiques à détecter, leurs possibles interactions avec l'élément sensible du capteur, et de ce fait les mécanismes de détection qu'il sera possible de mettre en ?uvre. Ceci permettra le dimensionnement de capteurs adaptés, via la sélection du type de résonateur, du mode de vibration le plus adapté aux contraintes de fonctionnement en milieu liquide et maximisant la sensibilité. Le candidat réalisera des prototypes de capteurs dans les salles blanches du CEA-LETI et procèdera à leur fonctionnalisation, ainsi qu'à des évaluations en milieu liquide. Dans une seconde phase de la thèse, le candidat adaptera ces capteurs et le circuit microfluidique associé pour permettre leur intégration dans une plateforme de détection multicapteur.

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