Imageurs spectrométriques à base de pérovskites
Le LETI, le LIST et l’IRFU/DAP développent depuis de nombreuses années des imageurs spectrométriques de rayons X et gamma (20 keV - 1 MeV) pour l’imagerie médicale, le nucléaire, la sécurité et l’observation astronomique. Les détecteurs actuels reposent sur l’utilisation de monocristaux de tellurure de cadmium (Cd(Zn)Te), performants mais coûteux, avec des surfaces de détection limitées. Il est nécessaire de prospecter de nouveaux semi-conducteurs susceptibles de pallier ces limitations. Des études récentes, principalement aux États-Unis, ont démontré que les pérovskites halogénées, principalement CsPbBr3, sont des matériaux prometteurs pour la spectrométrie X et gamma. Plusieurs start-ups commercialisent ces cristaux. Toutefois, si les performances des pixels uniques à base de pérovskite sont établies, aucune équipe n’a démontré leur potentiel dans des imageurs spectrométriques destinés à des applications spécifiques. L’objectif du projet PTC PRISM, d’une durée de 18 mois, est de benchmarker les pérovskites halogénées de différentes sources avec le CdTe pour la spectro-imagerie X et gamma dans des domaines clés pour le CEA : astrophysique, sécurité, applications nucléaires, et applications médicales. De plus, PRISM apportera une analyse stratégique sur l’intérêt ou non pour le CEA de développer l’élaboration de ces matériaux en Europe dans un projet ultérieur, pour ne pas dépendre uniquement de sources extra-européennes comme c’est le cas pour le CdTe. Pour ce faire un post-doctorant sera recruté au LETI pour une durée de 18 mois et deux stagiaires de masters seront recrutés, un à l’IRFU, et un au LIST. Les résultats de PRISM pourront naturellement être valorisés par une publication et par la conception de systèmes dans le cadre des laboratoires communs du LETI, du LIST et de l’IRFU/DAP.
Etude théorique et expérimentale de la propagation de la lumière polarisée dans une structure OLED
En collaboration avec des chimistes du CEA Saclay et de l’université de Rennes, Le laboratoire LCEM du Leti s’intéresse à des nouvelles molécules chirales pour des sources OLED (Organic Light Emitting Device) capables d’émettre de la lumière circulairement polarisée (CP). L’intérêt de ces sources CPOLED est multiple et englobe aussi bien les micro-écrans que les applications pour la santé. Alors que l’état de l’art est assez fourni sur la partie chimique, peu d’études se sont penchées sur la génération et le transport de lumière dans les composants CPOLEDs. De la même manière, les conditions de mesure de la polarité de la lumière émise sont peu détaillées dans la littérature existante.
Au laboratoire LCEM où ces molécules chirales sont intégrées dans des dispositifs CPOLED, l’objectif est de concevoir des architectures OLEDs à même de mieux préserver la polarisation de la lumière. Pour cela, il est indispensable de comprendre la propagation de la lumière dans les empilements OLED d’un point de vue théorique et expérimental. Ce travail s’inscrit dans une collaboration plus large mise en place dans le projet ANR « i-chiralight » .
Nous proposons dans ce cadre une étude qui se déroulera en deux phases.
- Etude de matériaux émetteurs simples : Les matériaux à étudier seront des couches minces déposées sous vide en utilisant les moyens d’évaporation de couches minces disponibles au laboratoire. Les matériaux organiques utilisés seront fournis par nos partenaires chimistes de Saclay ou de Rennes. Des caractérisations optiques de type ellipsométrie, photoluminescence, … seront réalisés afin d’évaluer la performance des molécules en terme de rendement d’émission mais également en terme de pouvoir rotationnel de la lumière. Pour ce dernier point, un modèle permettant de calculer tous les termes des matrices de Müller est en cours de développement et la validation de celui-ci sera un travail à effectuer par le post-doctorant.
- Etude de composants OLED complets : Dans
Etude et évaluation d’un micro résonateur thermique pour l’imagerie infrarouge non refroidie
Le projet concerne l’étude de faisabilité d’un microbolomètre infrarouge exploitant la sensibilité thermique d’un micro nano système mécanique (M & NEMS), mis en auto oscillation et dont la fréquence de résonance change avec le flux infrarouge qu’il absorbe. Il s’agit d’un concept en rupture qui a fait l’objet de trois dépôts de brevet.
Le projet adresse les besoins de l’imagerie infrarouge non refroidie haute résolution (bande spectrale de 8µm à 12µm) qui est en pleine expension mais dont les prochaines générations de produits attendent une rupture technologique pour réduire la taille du pixel, facteur clef pour améliorer la performance et réduire le coût de ces imageurs.
L’objectif de l’étude post doctorale est de réaliser une preuve de concept de cette nouvelle architecture. Elle vise le dimensionnement, la conception, la réalisation et la validation d’un pixel infrarouge unitaire.
Conception de modules photoniques intégrés
La conception de modules de transmission optiques de nouvelles génération (en particulier modules transceivers optiques sur carte) met en jeu l’association de deux technologies de pointes développées au Leti : la photonique sur silicium et le packaging silicium 3D.
Afin de répondre aux objectifs de ces modules en terme de performance, coût et densité, il est nécessaire de réaliser un désign prenant en compte toutes les contraintes techniques: mécanique, optique, thermique mais surtout électronique/RF.
La mission proposée consiste à concevoir de tels modules en optimisant les interconnexions RF internes et externes du module, et la bonne mise en oeuvre des éléctroniques (ASICs) intégrés. La simulation de plusieurs architectures concurrentes (e.g. avec les logiciels HFSS et ADS) permettra d’orienter les choix techniques.
Enfin, il faudra également assurer leur mise en oeuvre dans un système et leur caractérisation en préparant les cartes et bancs de test associés.
Cette étude concerne la synthèse chimique de nanocristaux émettant dans l’infra-rouge et pouvant être intégrés dans des LEDs.
Ces nanocristaux devront être caractérisés par TEM, XRD, EDX, UV-Vis, PL, NMR, FTIR.
Ces composés seront ensuite formulés de sorte à être déposés par jet d’encre.
La personne effectuera les synthèses dans un laboratoire partenaire à l’INAC/LEMOH.
Caractérisation électro-optique de dispositifs actifs dans le visible et l’IR
Au sein du Département Intégration Hétérogène Silicium, le Laboratoire des Technologies et Composants pour la Visualisation (DIHS/LTCV)développe des systèmes OLEDs. Une de ces thématiques est axée sur l’élaboration d’OLEDs hybrides, associant dépôts par voie humide et dépôts par évaporation. Les applications visées vont des micro-écrans aux photodétecteurs, en passant par le lighting.
Dans le cadre du développement de son activité "OLEDs hybrides", le DIHS/LTCV recherche un(e) Post-doc en Electronique Organique pour un projet de recherche amont. Dans le cadre de ce poste, vous aurez en charge le développement d’empilements, la mise au point de caractérisation de dispositifs OLEDs. Une optimisation des cavités sera demandée en prenant en compte les caractéristiques des différentes couches.
Parallèlement, des mesures de caractérisations IV, CV, photoluminescence dans les domaines visibles et IR devront être adaptées pour nos applications.
Enfin, l’étude des interfaces par spectroscopie d’impédance et effet Hall pourront être menées.