Détail du poste
Établissement : Nantes Université École doctorale : École doctorale Matière, Molécules, Matériaux et Géosciences Laboratoire de recherche : INSTITUT DES MATERIAUX DE NANTES JEAN ROUXEL Direction de la thèse : Ahmed RHALLABI Date limite de candidature : 2026-06-15T00:00:00
Ce projet de recherche vise le développement et l'optimisation de matériaux diélectriques déposés en couches minces, présentant une faible permittivité électrique relative modulable (entre 2 et 4) et une faible tangente de perte dans la bande micro-ondes 1-10 GHz. Les matériaux étudiés seront principalement des films à base d'HMDSO préparés par procédés plasma, ainsi que des nanocomposites ZnO/SiO obtenus par co-pulvérisation.
Ces matériaux seront intégrés dans des structures résonantes micro-ondes afin de réaliser des capteurs de gaz sensibles, sélectifs et compatibles avec des technologies de microfabrication. L'objectif final est de démontrer la faisabilité d'un capteur résonant à haute performance, fonctionnant à température ambiante, destiné à la détection de gaz d'intérêt environnemental.
Les films issus de précurseurs organosiliciés tels que l'HMDSO ont d'abord été étudiés pour des applications de passivation, d'encapsulation et de diélectriques à basse permittivité dans le domaine de la microélectronique. Des travaux, menés à PCM, ont montré que les couches minces déposées par PECVD à partir d'HMDSO présentent une large plage de permittivité relative (typiquement comprise entre 2 et 6), laquelle peut être finement ajustée en fonction des paramètres plasma et du taux d'oxygène incorporé.
De plus, des études ont mis en évidence les faibles pertes diélectriques des films « HMDSO » dans le domaine micro-ondes, avec des tangentes de perte compatibles avec des applications résonantes jusqu'à plusieurs gigahertz. La faible conductivité électrique, associée à une bonne homogénéité des films, permet de préserver des facteurs de qualité élevés, condition essentielle pour la détection fine de variations de permittivité induites par l'adsorption de gaz.
Cette approche ouvre la voie à une compréhension approfondie des mécanismes d'interaction gaz-matériau en régime hyperfréquence, encore peu explorés, tout en ciblant la détection de gaz d'intérêt environnemental tels que le NO2, le NH3, l'O3 ou certains composés organiques volatils. Elle sera complétée par une étude comparative avec des matériaux de référence dans le système ZnO/SiO2, de telle sorte à moduler la permittivité par rapport à une couche de ZnO seul.
Accueil au laboratoire, mise à disposition d'un poste de travail individualisé (bureau, chaise, pc...).
Accès aux équipements adéquats pour mettre en oeuvre le projet et formation à leur utilisation (réacteurs plasmas, centre de micro-caractérisation: MEB, TEM, AFM, XPS, ..., moyens de caractérisations électriques, ...)
Ce projet de recherche vise le développement et l'optimisation de matériaux diélectriques déposés en couches minces, présentant une faible permittivité électrique relative modulable (entre 2 et 4) et une faible tangente de perte dans la bande micro-ondes 1-10 GHz. Les matériaux étudiés seront principalement des films à base d'HMDSO préparés par procédés plasma, ainsi que des nanocomposites ZnO/SiO obtenus par co-pulvérisation.
Publiée le 18/05/2026 - Réf : eaa2533c5ea0a4ce1cbfc269abbdbab5