Les missions du poste
It specifically aims to overcome the lack of large-area devices by leveraging block copolymer self-assembly to fabricate dense plasmonic nanoantenna arrays, enabling practical and CMOS-compatible SWIR photodetectors.
Le profil recherché
Pour le poste de doctorant dans le cadre de ce projet, nous recherchons avant tout un profil hybride, à la croisée de la nanofabrication, de l'optique et de la physique des dispositifs.
Une solide expérience en nanotechnologie et en procédés de salle blanche est indispensable, en particulier dans des techniques telles que l'auto-assemblage de copolymères à blocs, la lithographie et le dépôt de couches minces. Une bonne compréhension de la plasmonique et des dispositifs optoélectroniques (par exemple, les rectennas optiques, les photodétecteurs SWIR) est également importante, ainsi que des compétences en caractérisation des matériaux (AFM, SEM, mesures électriques) et, idéalement, une certaine expérience des procédés compatibles CMOS.
De plus, le candidat doit être à l'aise avec les outils de simulation (modélisation électromagnétique telle que FDTD/FEM) et l'analyse de données, et être capable de travailler de manière interdisciplinaire, en faisant le lien entre la chimie (polymères), la physique (interaction lumière-matière) et l'ingénierie (intégration de dispositifs).
Une solide expérience en nanotechnologie et en procédés de salle blanche est indispensable, en particulier dans des techniques telles que l'auto-assemblage de copolymères à blocs, la lithographie et le dépôt de couches minces. Une bonne compréhension de la plasmonique et des dispositifs optoélectroniques (par exemple, les rectennas optiques, les photodétecteurs SWIR) est également importante, ainsi que des compétences en caractérisation des matériaux (AFM, SEM, mesures électriques) et, idéalement, une certaine expérience des procédés compatibles CMOS.
De plus, le candidat doit être à l'aise avec les outils de simulation (modélisation électromagnétique telle que FDTD/FEM) et l'analyse de données, et être capable de travailler de manière interdisciplinaire, en faisant le lien entre la chimie (polymères), la physique (interaction lumière-matière) et l'ingénierie (intégration de dispositifs).
Bienvenue chez Doctorat.Gouv.Fr
Établissement : Université Grenoble Alpes École doctorale : EEATS - Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal Laboratoire de recherche : Laboratoire des Technologies de la Microélectronique Direction de la thèse : Marc ZELSMANN ORCID 0000000276194871 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-07-01T23:59:59 La demande croissante en systèmes optiques de pointe a accru le besoin de photodétecteurs efficaces fonctionnant dans la région du proche infrarouge (SWIR), correspondant à la gamme spectrale de 0,9 à 2,7 µm de longueur d'onde. Ces détecteurs sont essentiels pour des applications telles que l'analyse spectrale, l'imagerie infrarouge, la télédétection et les communications optiques à travers les fenêtres de transmission atmosphériques. Actuellement, les dispositifs à base d'arséniure d'indium et de gallium (InGaAs) constituent la technologie la plus répandue ; toutefois, celle-ci reste coûteuse et repose sur des éléments rares ou toxiques. Une approche alternative prometteuse repose sur le développement de rectennas optiques composés de nanoantennes plasmoniques couplées à des diodes redresseuses, permettant la conversion directe de la lumière en électricité. La technologie des rectennas présente deux avantages majeurs : sa capacité à convertir les ondes électromagnétiques en énergie électrique sur une large gamme spectrale et la possibilité d'ajuster la gamme spectrale de fonctionnement dans ces limites, permettant ainsi la photodétection multispectrale. Les calculs théoriques prévoient un rendement de conversion pouvant atteindre 44 % sur de larges gammes spectrales et des démonstrations expérimentales dans les régions du visible et de l'infrarouge ont récemment été rapportées. Cependant, à ce jour, toutes les réponses photoélectriques expérimentales ont été mesurées à l'échelle nanométrique, généralement à l'aide de la microscopie à force atomique conductrice (C-AFM). Jusqu'à présent, aucune rectenna optique de grande surface intégrée à un dispositif fonctionnel n'a été présentée dans la littérature en raison de la difficulté et du coût élevé liés à la fabrication de grands réseaux de résonateurs plasmoniques de dimensions inférieures à 100 nm. Combler cette lacune constitue l'objectif principal de ce projet de thèse. Nous proposons d'utiliser l'auto-assemblage de copolymères à blocs, une technique de nanolithographie à haute résolution, compatible CMOS et peu coûteuse, pour produire des réseaux de nano-résonnateurs plasmoniques en forme d'« empreinte digitale ». Ces nano-antennes de grande surface, exempts de matériaux rares ou toxiques, permettront de coupler la lumière incidente à des modes plasmoniques guidés dans les nanocavités orientées dans différentes directions afin de capter la lumière indépendamment de sa polarisation, avec l'avantage de produire à la fois l'antenne et l'électrode de contact supérieure au cours d'une même étape technologique. This work addresses the limitations of current SWIR photodetectors-especially Indium Gallium Arsenide (InGaAs) technologies-by exploring scalable, low-cost alternatives based on optical rectennas for broadband light-to-electricity conversion.
Publiée le 15/04/2026 - Réf : b42aef978b55e7443de1651931d3e861
